2023年5月29日，四川大學(xué)趙輝教授團(tuán)隊(duì)在NatureCommunications上發(fā)表了題為“Mechanosensitive non-equilibrium supramolecular polymerization in closed chemical systems”的研究論文。該研究主要通過(guò)模擬生命體的動(dòng)態(tài)行為構(gòu)建了密閉體系中的非平衡態(tài)的超分子自組裝系統(tǒng)。郎咸華博士和黃英杰博士研究生為該論文的共同第一作者，趙輝教授為文章通訊作者，beat365為第一通訊單位。
在生物系統(tǒng)中，燃料驅(qū)動(dòng)的耗散性自組裝系統(tǒng)執(zhí)行復(fù)雜的生物功能。受生物反應(yīng)的啟發(fā)，研究人員一直在將耗散能量的化學(xué)反應(yīng)循環(huán)與超分子材料的創(chuàng)造相結(jié)合，以制備具有生命特征的智能材料，如振蕩、復(fù)制、瞬態(tài)納米結(jié)構(gòu)、耗散和自適應(yīng)等。
趙輝教授團(tuán)隊(duì)在非平衡態(tài)自組裝領(lǐng)域進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，并取得了系列的進(jìn)展。近日，該團(tuán)隊(duì)在非平衡態(tài)領(lǐng)域取得了新的突破。受生命體內(nèi)化學(xué)燃料驅(qū)動(dòng)的耗散自組裝的啟發(fā)，該團(tuán)隊(duì)利用甲基紫精可逆的氧化還原特性，構(gòu)建了密閉系統(tǒng)中機(jī)械敏感的非平衡態(tài)超分子自組裝體系，并解決了非平衡態(tài)系統(tǒng)中所存在的廢料堆積問(wèn)題。
該封閉系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單的搖晃即可實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)的超分子自組裝。此外通過(guò)調(diào)控甲基紫精的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)搖晃驅(qū)動(dòng)的瞬態(tài)熒光增強(qiáng)或瞬態(tài)熒光淬滅。并且通過(guò)使用超聲作為驅(qū)動(dòng)力，利用此體系，他們構(gòu)建一個(gè)瞬態(tài)熒光圖案化體系。
這種機(jī)械驅(qū)動(dòng)的非平衡態(tài)超分子自組裝可以賦予功能材料獨(dú)特的特性，如機(jī)械敏感、瞬時(shí)手性、瞬時(shí)熒光和無(wú)模板圖案，為創(chuàng)造類似生命的新型材料提供了一個(gè)新的思路，相關(guān)結(jié)果于近期發(fā)表于NatureCommun雜志。
Link:https://www.nature.com/articles/s41467-023-38948-x
趙輝課題組供稿
鈕大文 審核
章鵬 編輯
2023年5月30日
