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美国宾夕法尼亚州立大学研究团队开发出自组装仿生膜
新材料在线编译 陈琼 / 时间:2015-08-19 09:10:01

  据新材料在线2015年8月3日讯 近日,报道出一种由国际研究团队制备的自组装合成膜。该自组装膜的制备简单,可用于更好地进行气体分离、水净化、药物输送和DNA识别等。
  这种仿生膜由脂肪分子和附着的蛋白质分子组成,通过自然形成的水通道和自组装成的二维平行通道来达到在膜中自由传输水的目的。
  宾夕法尼亚州立大学的化学工程学助理教授Manish Kumar指出:“自然界的做事效率非常高,利用生物膜进行蛋白质的运输,其结果是十分惊人的。而生物膜的类似功能,在人工合成系统中是很难复制的。”
  研究人员开发出一种第二代合成水通道,比早些时候模仿水通道蛋白——一种天然水通道蛋白质达到更稳定、更易生产的效果。该方法利用缩氨酸附着在芳烃(PAP)上,比碳纳米管更容易制备和对齐,碳纳米管是另外一种在研究的膜分离材料。Kumar和合编辑将他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
  这种人工模拟的水通道蛋白的渗透率接近天然水通道蛋白和碳纳米管。它们以严格的排列方式形成二维材料。


图片来源:Karl Decker和 Yuexiao Shen

 图片来源:Karl Decker和 Yuexiao Shen


  Kumar表示:“大家惊讶地发现,该水通道蛋白的运输率为每通道每秒约十亿水分子。另外,这些人工通道趋向于互相关联,形成二维的膜结构,具有极高的孔隙率。”
  研究人员认为,这种PAP膜的运输速率比第一代人工水通道高一个数量级。这种通道型的形成趋向可以自动形成密集二维阵列,从而可以作为各种各样的工程结构材料使用。
  “该膜结构最明显的应用应该是作为高效的水净化膜。”Kumar表示。

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