运动中的分子:开创超分子机器人时代

来自日本的研究人员引入了超分子机器人技术,使软材料能够通过分子相互作用适应并表现出逼真的行为,这可能会给医学、环境科学和机器人技术等领域带来革命性的变化。运动中的分子:开创超分子机器人时代的文章首次发表在《科学询问报》上。

来源:Scientific Inquirer

从迁移的细胞到可愈合的组织,自然界充满了能够感知和适应周围环境的系统。在合成系统中复制这种水平的适应性仍然是化学和材料科学领域的一个巨大挑战。大多数人造材料虽然受到生物学的启发,但仍然只对一种刺激做出反应,并且缺乏生物体特有的综合响应能力。

2025 年 8 月 7 日在《材料研究帐户》杂志第 6 卷第 9 期在线发表的一项新研究解决了这一挑战。来自日本的研究团队提出了一种称为超分子机器人的新框架,该框架允许软材料通过动态调节分子相互作用来表现出运动、转变和自组装。该团队由庆应义塾大学应用化学系Taisuke Banno副教授领导,与东京农工大学JSPS博士后Tomoya Kojima博士合作;和佐佐木翔伊博士庆应义塾大学开放与环境系统理学部学生。

材料研究报告
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“虽然许多仿生材料模仿特定的生物功能,但大多数仅对单一刺激做出反应,并且缺乏生命系统中所见的综合响应能力,”班诺博士解释道。 “在自然界中,生物体通过协调的分子识别、信号处理和驱动来实现运动、信号传导和再生等复杂的行为。我们的超分子机器人概念通过强调非共价相互作用(如疏水力、静电力和氢键力)作为适应性、类生命行为的驱动元素的作用,扩展了分子机器人技术。”

研究人员概述了支撑超分子机器人技术的三个关键原理:运动性、相变和原组织形成。