研究人员确定控制的因素最终的自组装的手性纤维束的形态

第一次,聚合物的科学家马萨诸塞大学阿默斯特已经发现的因素控制最终的大小和形状的手性长丝束自组装成不同的架构。研究小组,其中包括格雷格•Grason艾萨克·布鲁斯和道格拉斯大厅,连同贾斯汀巴龙从弗吉尼亚理工大学,实验结果报道,支持他们的小说模式。的研究报告在最新一期的《自然材料》杂志上。欧洲杯足球竞彩

Grason解释说,在分子水平上,手性自捻长丝包,多股yarn-like结构。淀粉样纤维手性长丝包的一个例子。这些纤维的组装错误折叠的蛋白质与帕金森和阿尔茨海默疾病相关。大量的蛋白质,包括胶原和sickle-hemoglobin蛋白质,假设这个形状。胶原蛋白是一种蛋白质,它是大量存在于身体,虽然sickle-hemoglobin蛋白质存在于镰状细胞性贫血。然而,目前还不清楚这些蛋白质是如何达到他们的最终形态。

布鲁斯和Grason进行了一项研究,描述了丝束的发展,看起来像一个有线或绳子。Grason提出这项工作在弗吉尼亚理工大学,在那里他找到了生物系统工程师Justin巴龙关于淀粉样纤维的几何组成。巴龙问为什么淀粉样纤维的形状,他学习,出现平坦和特级在某些条件和圆柱在其他条件。

贾斯汀的淀粉样纤维的形状问题让我们在跑道上找出纤维形式从许多份相同的细丝和知道什么形状。自从细丝相互吸引,理解什么使纤维长胖不是很困难。面临的挑战是理解是什么让这个过程停止在特定尺寸,为什么有时增大纤维比另一个方向,导致不同的横截面形状。根据我们的新模型,我们有新的设计规则控制的大小和形状的self-spinning nano-fiber材料用于应用程序,如软凝胶支架,可以部署在过滤器,传感器补丁或任何你需要的地方材料结构与可调力学和大小。欧洲杯足球竞彩

格雷格•Grason高分子科学家,弗吉尼亚理工大学

人体中许多结构由胶原束或其他类型的蛋白质纤维,Grason解释道。

包在你的眼睛小,更均匀,因为角膜是透明的,构成你的肌腱纤维相比,具有更厚、更强大。这些不同的组织基本上是由相同的积木,然而他们组装成不同的体系结构。我们想开发一个物理模型的控制蛋白质纤维和其他纤维形成的结构系统。他们如何自组织和他们的大小和形状决定了什么?个分子级的基本成分,nano-filaments坚持另一个,形成一个结构看起来像绳子或电缆,由股拧在一起。

格雷格•Grason高分子科学家,弗吉尼亚理工大学

Grason补充道,这一众所周知的事实screw-like结构引起的手性纤维细丝在另一个线圈的形式包总成。然而,未知是如何screw-like结构沿着管理链的横向分布的纤维。

结合数学和几何模型和计算模拟,研究小组发现,所涉及的链工作量预测最终形态的相对强度,以及这种结构的蛋白质纤维是否会假定一个带状的形状或圆柱截面的形状。

根据Grason,主要了解了早些时候由他的团队证明灯丝扭曲发生在包“挫败”相邻纤维之间的层,使其难以实现统一空间截面的纤维。这沮丧的基础是它导致横向形状之间的反馈机制和扭转模式的包。

我们现在有一个模型,该模型解释了链的数量构成形态的选择。少数股允许他们保持合适的距离他们的邻居,所以即使有一个转折,如果扭曲不是太大,而链数量不是太大,结构不太拥挤,保持柱截面。但是一旦链的数量变大,外链得太近舒适和特级或扭曲的带状结构将出现。第一次,我们可以预测,挫折会导致新的形状过渡。相对狭窄和弱捻包的成本更少的接触边的包支持一个圆柱形状。但是超过临界大小,挫折引起的成本显著形态学改变,导致包形状的各向异性,更广泛的在另一维度和稀释剂。

格雷格•Grason高分子科学家,弗吉尼亚理工大学

验证新的预测,布鲁斯,现在在密歇根大学和霍尔一起工作,开发和使用仿真模型,演示如何长丝捻的模式决定了这些组件可以多胖,多少他们会成长,什么样的形态横截面将展览。团队观察到实验和模拟的淀粉样纤维可以划分为tape-forming或cylinder-forming按相对简单组合的几何参数和分子组装。

开始复杂,不明原因的观察,然后设计模型,让别人运行模拟显示这是真的,然后把它所有的方式回到证实的实验数据尤其令人满意。这并不总是发生。

格雷格•Grason高分子科学家,弗吉尼亚理工大学

这项研究是由斯隆基金会和国家科学基金会事业奖。欧洲杯线上买球