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简单的海绵体是启发最前沿研究设计新材料的利器欧洲杯足球竞彩加州大学圣巴巴拉分校

一份关于使用金纳米颗粒的令人兴奋的新结果的报告是科学杂志《先进材料》(Advanced Materials)本期的封面故事。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台这篇文章是由加州大学圣迭戈分校分子、细胞和发育生物学教授、合作生物技术研究所主任丹尼尔·e·莫尔斯及其研究小组撰写的。作者包括博士后研究员David Kisailus(第一作者),研究生Mark Najarian和James C. Weaver。

莫尔斯说:“这种简单的海绵可以放进你的手掌,然后在加州大学圣克鲁兹分校附近的海洋中繁殖。”“当你移除组织时,只剩下一把玻璃纤维针,细如玻璃或棉花。这种原始骨架支撑着海绵的结构,我们已经发现了这种玻璃是如何从生物学上制造的。”

这项最新报道的研究在将生物界的自然生产方法转化为实验室开发新材料的实际方法方面迈出了重要的一步。欧洲杯足球竞彩

该研究小组开发了一种将小型、廉价的合成分子(复制在海洋海绵生物催化剂活性中心的分子)耦合到金纳米颗粒表面的方法。欧洲杯猜球平台他们发现,当这两种化学修饰的纳米颗粒(每一种都含有催化位点的一半)聚集在一起时,它们的功能就像天然生物催化剂在低温下产生二氧化硅一样。欧洲杯猜球平台

UCSB的科学家们已经在朝着纳米级生产的实用新方法的发展迈出下一步,他们在硅片的平面上加入催化成分,利用这些技术来创造纳米级的催化剂模式。他们正在学习如何在这些芯片表面写下半导体的纳米级特征。

几年前,莫尔斯和他的研究小组开始研究自然界是如何用硅制造材料的。欧洲杯足球竞彩莫尔斯对硅特别感兴趣,因为它被许多人认为是地球上最重要的技术元素。硅芯片是计算机和电信设备的基本元件。与氧气结合,硅形成光纤并驱动其他高科技应用。

莫尔斯解释说,他的研究小组发现,海绵的细玻璃针的中心含有一根蛋白质丝,控制着针的合成。通过克隆和测序编码这种蛋白质的基因,他们发现这种蛋白质是一种酶,可以起到催化剂的作用——这是一个令人惊讶的发现。在此之前,人们从未发现蛋白质可以作为催化剂促进化学反应,从而形成玻璃或类似岩石的生物矿物材料。从这一发现中,研究人员了解到,这种酶积极促进玻璃的形成,同时作为模板,引导它产生的不断增长的矿物质(玻璃)的形状。

这些发现意义重大,因为它们代表了一种低温、生物技术、催化的方法来制造有价值的纳米结构材料。欧洲杯足球竞彩莫尔斯说,自然界产生的二氧化硅规模达数十亿吨,是人类产生二氧化硅的数千倍。“这种生物合成是非凡的,因为这种纳米级的精度是人类无法复制的。”

除了这种惊人的精确度之外,大自然还设法在低温下以一种不使用腐蚀性化学物质的环境友好方式生产二氧化硅,而人类必须使用非常高温、高真空和需要昂贵的修复费用的危险化学物质。

尽管报道的研究标志着重要的一步,莫尔斯相信使用这些生物方法来控制这种合成在工业规模上是不切实际的。纯化这些蛋白质的高成本、蛋白质对水环境的要求以及它们的不稳定性,都使它们与电子设备的结合变得不切实际。此外,蛋白质的存在与当今设备应用所需的高电子性能是不相容的。

相反,科学家们希望通过学习自然界中使用的基本机制,这种机制可以转化为一种实用的、低成本的制造方法。莫尔斯说,这种“仿生”方法最终将应用于工业。

http://www.ucsb.edu/

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