Połączone nanomaszyny naśladują ludzki mięsień

Nowatorska praca grupy badawczej kierowanej przez Nicolasa Giuseppone, profesora Uniwersytetu w Strasburgu z udziałem naukowców z Laboratoire de Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot) otwiera perspektywy dla wielu zastosowań w robotyce. W nanotechnologii może posłużyć do przechowywania informacji a w dziedzinie medycyny do syntezy sztucznych mięśni. Może także dać impuls do projektowania materiałów zawierających nanomaszyny, które będą obdarzone nowymi właściwościami mechanicznymi. Opis prac nad nanomaszynami naśladującymi ludzki mięsień został opublikowany w wersji on-line w czasopiśmie Angewandte Chemie International Edition.

Natura wytwarza wiele molekularnych urządzeń. Bardzo złożone białka są zaangażowane w podstawowe funkcje istot żywych. Ludzkie mięśnie są uruchamiane dzięki skoordynowanemu przemieszczaniu proteinowych nanomaszyn, które funkcjonują indywidualnie na odległościach rzędu jednego nanometra. Kiedy jednak połączy się ich tysiące następuje wzmocnienie teleskopowego ruchu aż do osiągnięcia naszej skali, i to w doskonale skoordynowany sposób.

W ciągu ostatnich kilku lat poczyniono ogromne postępy w produkcji nanomaszyn. Jednak koordynacja kilku z nich w czasie i przestrzeni pozostawała do tej pory nierozwiązanym problemem. Teraz zespołowi profesora Giuseppone udało się stworzyć długie łańcuchy polimerowe z tysięcy supramolekularnie połączonych nanomaszyn. Wiązanie supramolekularne jest interakcją pomiędzy cząsteczkami, która nie opiera się na tradycyjnym kowalencyjnym wiązaniu chemicznym, lecz na tzw. słabych oddziaływaniach. Pojedyncza nanomaszyna zdolna jest do wytwarzania teleskopowego ruchu liniowego na długości około jednego nanometra. Pod wpływem zmian pH ich jednoczesny ruch pozwala rozciągać cały łańcuch polimeru o około 10 mikrometrów. Dzieje się to zgodnie z zasadami wykorzystywanymi przez tkankę mięśniową.

źródło: cnrs.fr