在生物纤维内分子水平上操纵内部相互作用特别重要但具有挑战性,严重限制了它们在宏观性能和应用中的可调性。因此,必须探索新的方法来增强生物纤维的稳定性和环境耐受性,并赋予它们多种功能,例如机械可恢复性和刺激触发反应。
在此,国科大Juanjuan Su,清华大学Kai Liu,浙江大学Dong Chen开发了一种动态亚胺纤维化学(DIFC)方法来设计分子相互作用,以制造具有可恢复性和驱动行为的强韧蛋白质纤维。
文章要点
1)由此产生的DIF纤维表现出非凡的机械性能,优于许多重组丝和合成聚合物纤维。值得注意的是,由疲劳或强酸处理引起的受损DIF纤维在DIFC策略的指导下可以在水中快速恢复,因此观察到可再现的机械性能。
2)DIF纤维在极端温度(例如-196°C和150°C)下还表现出奇异的机械稳定性。当湿度触发时,DIFC赋予蛋白质纤维多种驱动行为,例如自折叠、自拉伸和自收缩。因此,开发的DIFC代表了一种增强生物纤维的替代策略,并可能为其高科技应用铺平道路。
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Sun, J., He, H., Zhao, K. et al. Protein fibers with self-recoverable mechanical properties via dynamic imine chemistry. Nat Commun 14, 5348 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-41084-1
https://doi.org/10.1038/s41467-023-41084-1