在有机溶剂中可编程组装机械坚固和功能性的聚合物-子生物复合材料
Masamu Kawada1, Ziyu Cui2, Justin Chen1
1Department of Chemistry, University of California Irvine, Irvine, California 92697, United States.
Journal of the American Chemical Society
|October 21, 2025
概括
研究人员使用 Bacillus subtilis 子和功能化聚合物制造出强大,可调节的微生物生物复合物. 这种突破增强了机械性能,
科学领域:
- 材料科学
- 合成生物学
- 生物技术
背景情况:
- 微生物生物复合材料具有独特的再生和可编程功能.
- 目前机械鱼能力的局限性阻碍了它们的广泛应用,主要是由于需要温和的生物条件.
研究的目的:
- 开发一个模块化平台,用于制造机械稳固和基因可编程的微生物生物复合材料.
- 通过使用子聚合物自组装来克服生物复合材料的机械调性限制.
主要方法:
- 用甲酸 (BCA) 功能化的聚合物对 Bacillus subtilis 子进行可编程自组.
- 在子上利用表面暴露的半氨酸形成动态的-迈克尔网络.
- 系统地改变BCA反应性和聚合物动力学以控制复合材料的特性.
主要成果:
- 具有可调节的粘弹性和拉伸性质的强健生物复合材料的形成,Young的模量超过100MPa.
- 证明了对硬度,压力放松,形态和共价生物控制的控制.
- 在溶剂触发拆解后,将工程子纳入提供可再生的催化功能.
结论:
- 建立了一个模块化平台,用于构建具有机械和遗传可编程性的生物复合材料.
- 通过分子定义的接口来弥合合成和生物领域.
- 这为具有定制性质和综合生物功能的先进材料铺平了道路.


