中国矿业大学活性材料功能研究取得重要进展

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　　近日，中国矿业大学高庆宇教授课题组与美国Brandeis 大学课题组合作并利用学校高性能计算集群在活性材料功能研究领域取得重要进展--在化学模型体系中获得活性物质顺波和逆波的运动转换。

　　该研究成果以“Retrograde and direct wave locomotion in a photosensitive self-oscillating gel” 为题于今年10月13日在线发表在刊物《Angewandte Chemie International Edition》上(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201608367/full;DOI: 10.1002/anie.201608367 and 10.1002/ange.201608367)。该工作被国际科技新闻媒体欧洲化学出版协会旗下媒体《chemistry news》、美国媒体《Science daily》、世界科技研究新闻媒体《phys.org》、Eurekalert新闻网站、《nanowork》等报道或转载。

　　在动物世界里肌肉波与生物个体的运动方向相同或相反分别称为顺波运动和逆波运动。生物运动性来自于神经信号、肌肉性能、生物附件(四肢等)和环境因素的相互作用，其运动机制属于生物运动学研究的挑战之一，在生物调控、软机器人、仿生科学、药物输运等领域具有潜在的应用价值，成为活性和自适应材料科学领域的研究热点。课题组经过多年探索，用化学脉冲波和响应胶作为神经信号和肌肉的模拟物，通过外界光的调节实现了顺波和逆波的化学转换。

　　该文第一作者为任林博士，其作为核心成员负责课题组生物活性物质的模型化和理论分析工作。本工作也是课题组多年来前期工作的延续，课题组2013年在英国皇家化学会刊物《Chemical Communication》(2013, 49, 7690-7692) 发表论文“Photophobic and phototropic movement of a self-oscillating gel” ，提出生物的光定向运动及转换与光强对生物性能的非单调关联密切相关，并在活性物质化学体系实验中得到仿生向光和避光运动。该工作被RSC科技新闻媒体《Chemistry World》作为亮点报道。

　　课题组运用该活性材料分别在2013年10月实现了扩散注入养分的生物多长度尺度仿生生长(J Phys Chem Lett 2013,4,3891-3896; Liveslides: http://pubs.acs.org/iapps/liveslides/pages/index.htm?mscNo=jz402117m)和在2016年3月运用周期光调制实现仿生植物树叶生长的羽状分裂和边缘波状形态(Angewandte Chemie International Edition, 2016, 55(16), 4988-4991，该刊热点论文)。以上系列工作矿大均作为第一作者和通讯作者单位。

　　文章来源：中国矿业大学

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