自组装纳米材料研究进展

自组装纳米材料研究进展

《先进材料科学与技术》杂志上的一篇评论指出,材料科学家、生物学家和化学家之间的合作可以促进自组装纳米材料(称为纳米建筑)的发展。尽管网络技术目前吸引了公众的想象力,但对这类协作材料研究的投资对于满足社会对储能、化学传感和广泛生物应用的需求至关重要。

图片说明:材料科学家正在研究如何模拟生物过程,创造具有所需结构的纳米材料。例如,脂质(A)、蛋白质(B)和糖基化合物(C)可以自我组装成一系列形状和结构。(学分:Yang等人)

纳米结构允许原子或分子群排列成预定的结构。它们可以用来制造微小的电路,操纵化学物质,以及为纳米技术制造各种各样的积木。纳米建筑材料的自我组装成所需的安排是必要的,以优化和推进这些技术。

日本国家材料科学研究所的KatsuhikoAriga及其同事研究了材料纳米结构的最新进展。他们认为,预测这些材料的未来需要检查生物系统,如细胞和蛋白质表面,以及大分子界面。

自组装结构在生物学中很常见,例如在脂质层或细胞骨架的成分中;因此了解如何控制生物结构的进化和行为有助于纳米结构。尽管在开发一些生物界面材料方面取得了进展,但创建高度复杂的自组装系统尚不可能。需要材料科学家、生物学家和化学家之间的合作来复制纳米材料中高度进化的生物系统的特性。

“通过自组装纳米体系结构开发功能材料,与生物从组成分子进化的过程类似,”评论家写道。然而,虽然生命系统的进化需要数十亿年的时间,但纳米建筑技术可以在未来几十年内实现其许多预期目标。”

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