分子生物钟让假花绽放

宗华

2016年09月29日08:27  来源:《中国科学报》
 
原标题:分子生物钟让假花绽放

  每个花瓣可在不同时间绽放的假花 图片来源:Sheiko et al. Nature Communications

  滴答滴答。多亏了一种可在特定时间变形的新材料,可变形物体如今有了自己版本的生物钟。

  变形材料很有趣,因为它们使物体得以改变形状,并因此改变功能。不过,此类材料通常需要一个触发点才开始变形,比如光照水平、温度或者pH值的改变。如今,来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校的Sergei Sheiko和同事创造了一种带有生物钟的油灰,从而使其随着时间的推移发生变形。“在特定情形下,就像在人体或太空中一样,外部触发器是不允许的或者无效的。”Sheiko介绍说,“而你只是想让一个物体在既定时间改变形状。”

  Sheiko团队从一种传统的柔性聚合物着手,然后调整了其分子结构。聚合物中分子之间的一小部分连接是永久性的,从而使这种材料表现得像弹簧一样。当被拉伸和释放时,其能像橡胶一样回到最初的形状。不过,大部分连接是可以变形的,会随着时间的推移自己断开并重新排列。变形的速度可被调整,从而使研究人员得以控制这种材料在几个小时内如何改变形状。

  为演示这一概念,Sheiko团队利用该材料创建了一个投递箱。当箱子到达目的地时,其中一边会自动打开。不过,这种可变形聚合物可能对设计先是折叠起来以方便插入然后在体内改变形状的医用植入物更加有用。

  “它在一系列应用中都拥有很大的潜力,尤其是在生物医学工程领域。”同样研发出可变形材料的华盛顿州立大学研究人员Michael Kessler表示。

  设计复杂形状被证实很困难。不过,Sheiko团队发明了一种变通方案。他们发现,复杂的设计可由构建模块组装而成,其中每个模块都能被设定在不同的时间改变形状。

  “此前没有人曾做过这方面工作。”Sheiko介绍说,他们最复杂的设计是一朵假花,其中每个花瓣都被单独设定为自动开花。(宗华)

(责编:魏艳、赵竹青)

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