В Гронингенском университете в Нидерландах исследователи создали полимерный материал, который в охлажденном состоянии сворачивается в спираль, подобную пружине, а при нагревании возвращается в исходное состояние. Уникальность разработки заключается еще и в том, что при определенных условиях эта молекула может распадаться на более простые компоненты. Толчком к созданию этого проекта послужило посещение авторами Шанхайской башни, форма которой напоминает спираль, пишет Рhys Оrg.
Спиральные структуры широко представлены в природе, особенно в биологических молекулах. Наиболее известный пример – двойная спираль ДНК, а также альфа-спиральные участки в белках. Уже существуют искусственно созданные спирали, способные к изменению формы. Другие полимеры поддаются переработке до мономерных составляющих, однако до недавнего времени не было полимеров, объединяющих свойства изменения формы и возможности расщепления на химические компоненты.
Графическое представление динамики спирального полимера. Источник: Университет Гронингена / Nature Chemistry
Ци Чжан, научный сотрудник Гронингенского университета, вместе с коллегами разработали и синтезировали такую молекулу на основе аминокислот и дисульфидов. При низких температурах она скручивается в спираль, а при повышении температуры распрямляется. Чжан утверждает, что данные спиральные полимеры могут быть использованы для создания биоматериалов, способных взаимодействовать с клеточными мембранами или белками.
Также, при определенных условиях, молекула способна к саморасщеплению, как и белки, распадающиеся на аминокислоты. В отличие от синтетических пластиков, компоненты этих молекул могут расщепляться в биологических тканях. Однако, до практического применения еще далеко, так как текущая версия функционирует только в органических растворителях. Чжан подчеркивает, что предстоит еще много исследований.
Команду возглавлял Бен Феринга, специалист по органической химии из Гронингенского университета, лауреат Нобелевской премии по химии 2016 года. Чжан рассказывает, что первая идея молекулы была зафиксирована профессором Ферингой на салфетке в Шанхайской башне, что и послужило отправной точкой для обсуждения спиралей. Потребовалось около пяти лет и объединенные усилия шести институтов из трех стран, чтобы воплотить этот замысел в реальность. Все участники проекта получили ценный опыт от обмена знаниями и навыками.
Подробное описание нового спирального полимера опубликовано в издании Nature Chemistry.
Изображение на обложке: Шанхайская башня / фрипик
