Роевое поведение около 100 миллионов молекулярные машины можно управлять с помощью простых механических раздражителей, таких как расширение и сжатие. Этот метод может привести к разработке новых роение молекулярных машин и небольших энергосберегающих устройств.
В копошение молекул в движении выровнены в одном направлении, выставлены модели зигзаг, либо образуется вихрь реагирует на различные механические раздражители. Они могут даже самостоятельный ремонт, двигающегося после срыва, по данным исследования, проведенном учеными Университета Хоккайдо.
В последние годы многие ученые прилагали усилия к миниатюризации машин нашли в макроскопическом мире. В 2016 Нобелевской премии по химии были вручены за выдающиеся работы по молекулярной машины и дизайн и синтез наномашин.
В предыдущих исследованиях, исследовательская группа под руководством доцента вновь, и Акира из Университета Хоккайдо разработали молекулярные машины, состоящий из электродвигателя белки, называемые микротрубочки, а кинезины, который показал различные роение поведения. «Роение является ключевым понятием в современной робототехнике. Это дает молекулярные машины новые свойства, такие как прочность и гибкость, что отдельные машины не могут», — говорит Акира вновь. «Однако, создание методологии для контроля роения поведения была проблемой.»
В текущем исследовании, опубликованном в ACS Nano, в этой же системе, включающей электродвигатель белки кинезины и микротрубочек, как биоинженерии. В кинезины закреплены на эластичной поверхности подложки, и микротрубочки являются самоходными на кинезины, питание при гидролизе аденозинтрифосфата (АТФ).
«Поскольку мы знаем, что применение механического стресса может сыграть ключевую роль в формировании модели для активных веществ, мы исследовали, как деформация подложки резина влияет на роение модели молекулярных машин», — говорит Акира вновь.
Путем распространения и заражения субстрата резина, механическая стимуляция применяется около 100 миллионов микротрубочек, которые работают на поверхности подложки. Ученые впервые обнаружили, что микротрубочки форма волны при отсутствии стресса. Когда субстрат, расширяясь и сужаясь в 1,3 раза или более раз, почти все 100 миллионов микротрубочек выровнены перпендикулярно к расширению и сужению оси, и, когда субстрат, расширяясь и сужаясь в 1,3 раза или меньше, цикличность, его создали зигзагом, размещен в диагональных направлениях.
Их компьютерного моделирования предположил, что углы ориентации микротрубочек соответствуют направлению для достижения плавного движения без потери устойчивости, которая подкрепляется коллективной миграции микротрубочек.
Другой важный вывод заключается в том, что движущийся узор микротрубочек можно модулировать, применяя новые механические раздражители, и это может быть самостоятельно отремонтирован, даже если расположение микротрубочек нарушается, царапая ее частью.
«Наши результаты могут способствовать развитию новых молекулярных машин, которые выполняют коллективные движения, а также может способствовать продвижению технологий энергосбережения небольших устройств,» вновь прокомментировал Акира.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!