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摘要:一种新型自毁材料将在预定时间内消失。这一发现可能会导致各种各样的产品,包括药物输送结构、移植锚和消失的墨水。但是生命并没有以同样的方式浪费分子,主要是因为它是如何利用化学键的,Boekhoven说。但是生命依赖于更像是偶然的连接:更弱的分子相互作用,如离子、范德华或氢键,Boekhoven说。
这个分子将在10、9、8年内消失……
科学家们创造了一种新材料,这种材料在特定时间简单地自毁。这一过程从生命利用和再利用分子的方式中获得灵感,可以为不需要再利用的材料铺平道路,而只会在指定的时间解体。这一发现可能会导致各种各样的产品,包括药物输送结构、移植锚和消失的墨水。
这些自毁分子背后的秘密是,它们需要少量的能量输入才能保持其有用的形态——没有它,它们就……便便。
它们是不想是那种材料。“他们宁愿成为最初的基石,”研究合著者、德国慕尼黑技术大学的化学家Job Boekhoven说他们宁愿四分五裂,一事无成。”[仿生学:7项受自然启发的酷技术]
生命的基石当人类处理完一个物体后,他们把它扔到垃圾堆里,在那里它会非常非常缓慢地分解;或者他们把它烧成灰烬;或者他们通过广泛的加工来回收其材料,然后将其返回到供应链。所有这些 ... 都浪费了大量的物质或能量。
但是生命并没有以同样的方式浪费分子,主要是因为它是如何利用化学键的,Boekhoven说。
例如,大多数人造固体是通过一种叫做共价键的分子结合产生的,其中原子共享电子。这些难以置信的牢固联系很难打破。想想一种塑料聚合物,它是通过加热石油产品的基本组成部分而制成的。他们形成了细菌无法破坏的坚硬碳键,这就是为什么塑料不能生物降解,Live Science先前报道。
但是生命依赖于更像是偶然的连接:更弱的分子相互作用,如离子、范德华或氢键,Boekhoven说。例如,氢键,一种在水中发现的静电吸引,分子的正负两端排列,比原子共享电子的共价键弱10倍。范德华力,其中不断移动的原子电子云稍微重新排列以减少排斥或加强吸引力,在更大的距离消失。
的生命也依赖于另一个对新消失的分子至关重要的关键因素:生命所使用的分子结构总是“超出“平衡”意味着它们需要不断的能量流入来保持功能。如果没有这些额外的能量(例如,从食物中),这些分子最终会自行分解并返回到一个更简单的状态。
“一个细胞不断需要营养和能量,”Boekhoven告诉Live Science否则,它只会分解成简单的构造块。
生命 ... 的一个好处是,它可以在少量的能量输入下快速重组更复杂的结构,这意味着基于生命的分子本质上是自愈的,Boekhoven说,
自毁分子在当前工作之余,博克霍文和同事们决定从生活的材料组装方式中翻开一页。为了做到这一点,研究人员创造了几种不同类型的材料,需要能量输入才能保持目前的形态,科学家称之为超分子。
第一种是由微小的珠子组成的简单胶体,每个珠子的直径只有头发直径的1%,Boekhoven说。随着燃料的加入,这些微型珠子像一串珠子一样组装起来,它们可以在一定的顺序和时间进行调整,以便于组装和拆卸。Boekhoven说他羡慕
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