Компьютерра
Французским учёным впервые удалось создать сборку, состоящую из тысяч наномашини способную производить скоординированные сокращения/растяжения, вытягиваясь, подобно движениям мышечных волокон, сразу на 10 мкм. Эту работу можно считать доказательством состоятельности биомиметического подхода в экспериментальной нанотехнологии.
Результаты, достигнутые материаловедами Страсбургского университета Франции, открывают самые радужные перспективы для применения таких наномашин в робототехнике, нанотехнологичных средствах хранения информации, в медицине - для синтеза искусственной мышечной ткани, а также при создании материалов, инкорпорирующих в себя наномашины. Подробности исследования можно найти в журнале Angewandte Chemie.
Природа постоянно создаёт множество наномашин, которые мы привыкли называть «молекулярными». Представляя собой чрезвычайно сложные сборки отдельных протеинов, они вовлечены во все функциональные процессы, протекающие в живых организмах, такие как ионный транспорт, синтез аденозинтрифосфорной кислоты - АТФ и клеточное деление. Сокращения наших мышц также контролируются скоординированными движениями тысяч протеиновых наномашин, каждая из которых работает на участке длиной в несколько нанометров. Но собранные вместе эти тысячи дают такой суммарный эффект, который позволяет нам свободно сгибать и разгибать конечности. Причём действуют эти наномашины в идеальной координации друг с другом.
За последние годы химики добились поистине выдающегося прогресса в синтезе искусственных наномашин, механические свойства которых могли бы представлять определённый интерес для исследователей. Однако до скоординированного функционирования этих машин в пространстве и времени дело пока не дошло.
И вот наконец-то французские учёные совершили настоящий прорыв, синтезировав длинные полимерные цепи, инкорпорирующие в себя - посредством слабых супрамолекулярных связей - тысячи наномашин, каждая из которых способна производить линейное телескопическое движение, удлиняясь на один нанометр. Под действием рН среды одновременные телескопические движения всех наномашин позволяют включающей их полимерной цепи удлиняться сразу на 10 мкм, обеспечивая тем самым суммарный телескопический эффект, в 10000 раз превосходящий максимальное удлинение индивидуальных наномашин. Наблюдаемое поведение в точности совпадает с принципами, по которым функционируют мышечные волокна человека.
Учёные полагают, что благодаря биомиметическому подходу достигнутые результаты позволят добиться прогресса в таких областях, как создание искусственных мышечных тканей, микророботов или даже в разработке новых материалов, инкорпорирующих в себя наномашины с целью обретения необычных механических свойств.