自然界中的機器和人類制造的機器具有共同的部件,如發動機和由離合器連接的輸出元件,如轉子。這種離合器,如動力蛋白、肌球蛋白或細菌鞭毛馬達等生物結構中所見,允許運動部件與運行中的發動機暫時脫離。然而,在人工納米機器中實現這種復雜度仍極具挑戰性。近日,延世大學Jinwoo Cheon、Dominik Lungerich提出了一種帶有DNA離合器的磁力納米電機。
本文要點:
1) 離合器將發動機與機器的轉子耦合和解耦,以響應DNA或RNA等編碼輸入。納米電機包括一個多孔納米籠作為球形轉子,將磁性發動機顆粒限制在納米空間內(~0.004?μm3)。因此,這消除了在分離過程中磁發動機和球形轉子的不可逆熵驅動分解,并且可以通過納米孔交換微環境輸入。
2) 該馬達只有200?納米的尺寸,并且由嵌入鐵磁性納米晶體提供動力的離合器介導力傳遞足夠高,從而可用于整合素受體的體外機械活化,進而證明了其作為納米生物機械的潛力。
Mouhong Lin et.al A magnetically powered nanomachine with a DNA clutch Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-023-01599-6
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01599-6