新產(chǎn)業(yè)
科技日報訊 美國勞倫斯伯克利國家實驗室納米科學(xué)研究中心研制出一種迄今為止最大的、能夠在水中自組裝的二維聚合物晶體——“分子紙”。這個全新的片狀物質(zhì)由擬肽（peptoid）和經(jīng)過改造的聚合物組成，能夠像蛋白質(zhì)一樣彎曲和折疊，同時不失其柔韌性。新物質(zhì)具有的持久耐用性使其可廣泛應(yīng)用于制造薄膜或者功能性設(shè)備中。
二維的、紙片狀納米物質(zhì)廣泛應(yīng)用于諸如細胞膜等生物系統(tǒng)中，目前廣受追捧的石墨烯就是其中的佼佼者。石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質(zhì)，它在室溫下傳遞電子的速度比目前已知導(dǎo)體都快。
研發(fā)人員新研制的每張“紙片”的厚度僅為兩個分子，然而，其面積為幾百立方微米，類似于“分子紙”，人們用肉眼就可以看到，更重要的是，與其他典型的聚合體不同的是，擬肽納米片的每個組件都使用指令來編碼，這表明，其屬性能夠被精確地定制，科學(xué)家可以“量體裁衣”，讓其在不同領(lǐng)域大展拳腳。例如，這些納米片能夠被用來控制分子的流動；或者用作生物或者化學(xué)探測的平臺。
勞倫斯伯克利國家實驗室生物納米結(jié)構(gòu)設(shè)施部主任羅恩·祖克曼說：“我們的發(fā)現(xiàn)填補了天然的生物聚合物和其對應(yīng)的合成物之間的鴻溝，這是納米科學(xué)領(lǐng)域的一個基本問題。現(xiàn)在，我們能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)的基本的序列信息應(yīng)用到非天然的聚合物上，生產(chǎn)出柔韌的合成納米物質(zhì)。”
擬肽由祖克曼負責(zé)合成，其專業(yè)名稱為“甘胺酸胺基取代的陽離子寡聚合物”，這種聚合物可以將DNA壓縮至50納米至100納米大小。祖克曼表示，新研發(fā)的擬肽聚合物的組件都非常便宜，很容易獲得且可大規(guī)模生產(chǎn)，與其他合成技術(shù)相比具有極大優(yōu)勢。
祖克曼的同事克里斯汀·凱斯羅斯基說：“這個自然激發(fā)的、功能性的聚合物能夠被組裝成大的二維膜，這種設(shè)計方法翻開了材料合成領(lǐng)域的新篇章，對伯克利實驗室的相關(guān)研究具有直接影響。這個成就帶來的科學(xué)上的可能性挑戰(zhàn)了我們的想象，并且，也將助推電子顯微鏡朝著直接給軟材料拍照前進。”
研究人員表示，新物質(zhì)是分子仿生（分子仿生是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等）技術(shù)領(lǐng)域一個具有重大意義的例子，其應(yīng)用層面很廣，毫無疑問，它將會設(shè)備制造、納米合成和成像方面衍生出許多應(yīng)用。
該研究發(fā)表在最新一期《自然·材料》雜志上。
二維的、紙片狀納米物質(zhì)廣泛應(yīng)用于諸如細胞膜等生物系統(tǒng)中，目前廣受追捧的石墨烯就是其中的佼佼者。石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質(zhì)，它在室溫下傳遞電子的速度比目前已知導(dǎo)體都快。
研發(fā)人員新研制的每張“紙片”的厚度僅為兩個分子，然而，其面積為幾百立方微米，類似于“分子紙”，人們用肉眼就可以看到，更重要的是，與其他典型的聚合體不同的是，擬肽納米片的每個組件都使用指令來編碼，這表明，其屬性能夠被精確地定制，科學(xué)家可以“量體裁衣”，讓其在不同領(lǐng)域大展拳腳。例如，這些納米片能夠被用來控制分子的流動；或者用作生物或者化學(xué)探測的平臺。
勞倫斯伯克利國家實驗室生物納米結(jié)構(gòu)設(shè)施部主任羅恩·祖克曼說：“我們的發(fā)現(xiàn)填補了天然的生物聚合物和其對應(yīng)的合成物之間的鴻溝，這是納米科學(xué)領(lǐng)域的一個基本問題。現(xiàn)在，我們能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)的基本的序列信息應(yīng)用到非天然的聚合物上，生產(chǎn)出柔韌的合成納米物質(zhì)。”
擬肽由祖克曼負責(zé)合成，其專業(yè)名稱為“甘胺酸胺基取代的陽離子寡聚合物”，這種聚合物可以將DNA壓縮至50納米至100納米大小。祖克曼表示，新研發(fā)的擬肽聚合物的組件都非常便宜，很容易獲得且可大規(guī)模生產(chǎn)，與其他合成技術(shù)相比具有極大優(yōu)勢。
祖克曼的同事克里斯汀·凱斯羅斯基說：“這個自然激發(fā)的、功能性的聚合物能夠被組裝成大的二維膜，這種設(shè)計方法翻開了材料合成領(lǐng)域的新篇章，對伯克利實驗室的相關(guān)研究具有直接影響。這個成就帶來的科學(xué)上的可能性挑戰(zhàn)了我們的想象，并且，也將助推電子顯微鏡朝著直接給軟材料拍照前進。”
研究人員表示，新物質(zhì)是分子仿生（分子仿生是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等）技術(shù)領(lǐng)域一個具有重大意義的例子，其應(yīng)用層面很廣，毫無疑問，它將會設(shè)備制造、納米合成和成像方面衍生出許多應(yīng)用。
該研究發(fā)表在最新一期《自然·材料》雜志上。
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（藍劍）