德美研發快速自修復生物材料

近日，德國和美國科學家聯合研發一種生物合成蛋白材料，通過強化串聯重復多肽的愈合性能，成功解決了自修復軟材料目前的局限性。該研究有望在軟機器人領域獲得重要應用，相關成果發表在近日的《自然·材料》雜志上。

自修復材料是一類擁有結構上具有自愈合能力的智能材料。其靈感來自在受傷后能自我修復的生物系統。目前，科學家合作研發一種高強度合成蛋白，可以在很短的時間內自我修復微觀和宏觀的機械損傷，完全恢復其結構和性能，并且具有可編程的愈合特性。這種愈合性能為生物啟發性材料設計提供了新的機會，并解決了目前用于軟機器人和個人防護設備的自修復材料的局限性。

賓夕法尼亞州立大學的德米雷爾教授說，我們改變了章魚觸手蛋白質的分子結構，以便將材料的自我修復能力發揮到極致。在自然界中，自我修復需要很長時間，例如24小時。現在，我們將修復過程縮短到1秒鐘。馬克斯·普朗克智能系統研究所的阿布頓·佩納-弗朗切斯博士解釋道，章魚需要更長的時間才能愈合，因為其觸手中的蛋白質分子只是簡單地交織在一起。而在實驗室開發的材料中，改變了分子的納米結構，使它們相互連接。這些材料經過系統優化，具有可編程的愈合特性（愈合1秒后強度為2MPa至23MPa），愈合速度和強度均超過其他天然與合成軟材料幾個數量級。

◎ 來源|科技日報