筋肉模倣のシネージスティック・コヴァレンントおよび超分子ポリマー:フォトトリガーされた形成は機械性能の向上につながります
Zhaoming Zhang1, Lin Cheng1, Jun Zhao1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Transformative Molecules, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, PR China.
Journal of the American Chemical Society
|November 30, 2020
まとめ
研究者らは 協同的共振性および超分子ポリマー (CSP) を使用して 筋肉の収縮を模倣した. 光照射はCSPの形成を誘発し,筋肉を真似して,強い,頑丈な材料を作り出します.
科学分野:
- 材料科学
- ポリマー化学
- バイオミミクリ
背景:
- 筋肉の収縮はアクチンとミオシンの相互作用に依存し,人工ポリマーで複製するのは難しいプロセスです.
- 現存する人工筋肉は,アクチン・ミオシンのような相互作用に対するオンデマンド制御を欠いている.
研究 の 目的:
- アクチンとミオシンの組み合わせと構造を模倣する新しいポリマーシステムを開発する.
- 強化された材料特性と筋肉のような機能を備えた 協同的共振性および超分子ポリマー (CSP) を作成する.
主な方法:
- 光照射誘発の四重H結合によって合成された共振性共和性および超分子ポリマー (CSP).
- 結果となるCSPのネットワーク構造と機械的性質を調査した.
- 筋肉のような機能が示され,例えば,光刺激によるCSP形成による硬化と自己成長が示されている.
主要な成果:
- 独立して形成された共性ポリマー (CPs) と超分子ポリマー (SPs) のオンデマンドの組み合わせを達成します.
- 独特のネットワーク構造を持つ開発されたCSPは,シネージ効果を示し,結果として,硬く,強く,頑丈な材料を生成します.
- 高いエネルギー消耗能力 (>95%のダッピング) と,収縮誘発の硬化やトレーニング誘発の自己成長などの筋肉機能を模倣した.
結論:
- アクチン・ミオシンの相互作用と 筋肉の収縮の原理をシネジスティックなCSPで成功裏に模倣した.
- 開発されたCSPは,生物学的システムにインスパイアされた新興機能を持つ先進的な材料を作成するための有望なプラットフォームを提供します.
- この研究は,ソフトロボティクスと適応性のある材料の応用による将来のシネジスティックCSPシステムの設計のための基本的な洞察を提供します.
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