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嵌段共聚物自组装膜,还能发Nature!

材料科学前沿  · 公众号  · 科技自媒体  · 2024-06-06 18:20
    

主要观点总结

本文介绍了阿道夫默克尔研究所的Alessandro Ianiro教授和Michael Mayer教授共同研究的一种仿生膜技术,该膜模仿细胞膜的选择性物质交换功能。研究团队利用水性两相体系的界面自组装策略,成功开发出大面积、自愈合的嵌段共聚物膜,其面积可调,无缺陷情况下面积可超过10平方厘米。这种膜具有流动性,可进行分子载体功能化,展现出色的离子选择性,尤其是钾离子的穿梭功能。利用这种离子选择性,该膜可以模仿大西洋电鳐产生电能。相关成果发表在《Nature》杂志上。

关键观点总结

关键观点1: 仿生膜技术概述

研究团队成功开发出一种大面积、自愈合的仿生膜,该膜模仿细胞膜的选择性物质交换功能。

关键观点2: 自组装策略

利用水性两相体系的界面自组装策略,成功制造出大面积膜,面积可调,无缺陷情况下面积可超过10平方厘米。

关键观点3: 膜的特性和功能

这种膜具有流动性,可进行分子载体功能化,展现出色的离子选择性,尤其是钾离子的穿梭功能。此外,该膜还具有自愈合能力,其阻挡离子通过的功能接近磷脂膜。

关键观点4: 仿生发电

利用这种离子选择性,该膜可以模仿大西洋电鳐将离子梯度转化为电能,每个膜单元可以产生约60毫伏的电压,通过堆叠多个单元可以增加电压。


文章预览

细胞膜非常高效且有选择性地调节细胞内外的物质交换。由磷脂双层组成的屏障几乎不让亲水性和带电分子通过,而嵌入的蛋白质则控制了这种选择性。模仿细胞膜,用脂类或两亲嵌段共聚物(BCPs)开发人工膜是个有前景的方法,但制造大面积膜需要精确控制自组装过程,这超出了传统方法的能力。磷脂在小面积时效果好,但超过1平方毫米就不稳定。BCPs虽然有更好的机械性能,但如果没有固体支持,面积也只能达到平方毫米级,无法满足实际应用需求。 在这里, 阿道夫默克尔研究所 Alessandro Ianiro教授 联合 Michael Mayer教授 共同介绍一种自组装策略, 它利用水性两相体系的界面来模板化和稳定分子薄(约 35 纳米)的仿生嵌段共聚物双层膜,这种双层膜的面积可调,无缺陷情况下面积可超过 10 平方厘米。这些膜具有自愈合能力,其阻挡离子通过的 ………………………………

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