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Generating forces in confinement via polymerization
DOI:10.1039/D4SM01339E.png)
摘要
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理解如何利用生物分子构建块产生力,对于开发自适应合成细胞和生物材料至关重要。在此,我们探讨一种动态聚合物系统是否能够通过纯自组装在软壳中产生变形力;这一问题的提出源于这样一个事实:生物聚合物网络(如细胞骨架)能够通过简单生长产生力、移动物体和变形膜,即使在缺乏分子马达的情况下也是如此。我们通过改变自组装单体的释放速率、结构和相互作用来研究聚合物力的产生。首先,我们开发了一种软弹性壳中聚合作用的简化计算模型,该模型揭示了自发性聚集的出现,这会增强壳的变形。随后,我们扩展了该模型,以更明确地考虑单体结合动力学。我们发现,单体释放到壳内部的速率是实现通过聚合物生长产生变形的关键参数。最后,我们证明,引入能够结合聚合物的多价粒子,根据多价粒子的数量和结构,可以改善或阻碍聚合物的性能。我们的结果为实验实现能够在纳米尺度上执行工作的聚合物系统提供了指导,例如通过合理设计的自组装蛋白质或核酸。
Keyword:
polymerization
force generation
self-assembly
soft shells
multivalent particles
期刊
IF:
2.8
论文数:
1.4K
被引数:
4.0W
机构
暂无机构信息

