法国科学院组装纳米机器可模拟人体肌肉的运动

2012-10-29

最近,法国国家科学院(CNRS)查尔斯·沙顿研究所的一个研究小组,把上千个纳米机器组装在一起,能像肌肉纤维那样产生协调的收缩舒张运动,延展距离约10微米.

最近，法国国家科学院(CNRS)查尔斯·沙顿研究所的一个研究小组，把上千个纳米机器组装在一起，能像肌肉纤维那样产生协调的收缩舒张运动，延展距离约10微米。相关论文发表在《应用化学》网站上。

自然界创造的“纳米机器”是生物分子由极复杂的蛋白质组成，参与生物的基本生命功能，如运输离子、合成ATP(能量分子)、细胞分裂等。我们的肌肉运动也是由成千上万的这些蛋白质机器的协调运动来控制的，一个蛋白质机器的作用范围大约只有1纳米。然而，成千上万的这些微小作用结合起来，伸缩运动就被放大，能完美地协调各种运动行为。

过去几年来，合成化学家在人造纳米机器领域已经取得了令人目眩的进展，越来越多的研究开始转向它们的机械性质，但怎样才能让许多纳米机器在时间和空间上协调配合至今尚未解决。

现在，法国斯特拉斯堡大学教授尼古拉斯·朱塞波尼领导的研究小组首次成功合成了一种长长的聚合链，通过超分子键把成千上万的纳米机器结合在一起，每个纳米机器都能产生约1纳米的线性伸缩运动。在pH值影响下，它们的模拟运动能使整个聚合链产生10微米的收缩或舒张，因此各种运动就被相应地放大了1万倍，就像肌肉组织中那样。

巴黎狄德罗大学材料与复杂系统实验室用生物计量方法对这种纳米聚合链进行了精确测量。

研究人员指出，这一成果将为许多应用领域打开广阔的前景，如微型机器人、纳米信息存储、人工合成肌肉等，这些可组装的纳米机器还能用来设计拥有新奇机械性能的其他材料。

法国科学院组装纳米机器可模拟人体肌肉的运动

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