財聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，近期，德國馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所（the Max Planck Institute for Intelligent Systems）和美國賓夕法尼亞大學(xué)（the University of Pennsylvania）的科學(xué)家們聯(lián)合研發(fā)了一種生物合成蛋白材料，通過增強串聯(lián)重復(fù)多肽的愈合性能，成功解決了自修復(fù)軟材料目前的局限性。該研究結(jié)果日前被發(fā)表在《自然材料》雜志上，并有望在軟機器人領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。

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一個人的皮膚被抓傷后，傷口會在一段時間后自動愈合。如果用來制造各種產(chǎn)品、設(shè)備的材料，也可以在磨損、開裂之后實現(xiàn)自動修復(fù)，豈不是可以延長它們的壽命，并保證其性能的穩(wěn)定？近年來，受生物系統(tǒng)損傷后能夠自我修復(fù)的啟發(fā)，人工合成的自修復(fù)生物材料受到了科學(xué)家們越來越多的關(guān)注。自修復(fù)材料是一種在結(jié)構(gòu)上具有自愈能力的智能材料。

目前，科學(xué)家們正在共同努力開發(fā)一種高強度合成蛋白，可以在很短的時間內(nèi)自我修復(fù)微觀和宏觀的機械損傷，完全恢復(fù)其結(jié)構(gòu)和性能，并具有可編程的愈合性能。這種愈合性能為仿生材料設(shè)計提供了新的機會，并解決了目前在軟機器人和個人防護設(shè)備中使用的自修復(fù)材料的局限性。而這項最新研究的靈感竟來自于章魚的觸手。

賓夕法尼亞大學(xué)的德米雷爾教授（Demirel）說:“我們改變了章魚觸手蛋白的分子結(jié)構(gòu)，以大限度地提高這種材料的自愈合能力。在自然界中，自我修復(fù)需要很長時間，比如24小時?，F(xiàn)在，我們把修復(fù)過程縮短到1秒鐘。”

該研究團隊的主要成員、馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所的Abdon Pena-Francis博士解釋說，章魚需要更長的時間才能痊愈，因為其觸手中的蛋白質(zhì)分子只是簡單地交織在一起。

“但在實驗室開發(fā)的材料中，我們改變了分子的納米結(jié)構(gòu)，使它們彼此連接起來。這些材料經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化，以改善其氫鍵結(jié)合的納米結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，具有可編程的愈合特性（愈合1秒后強度為2 - 23MPa），愈合速度和強度均超過其他天然和合成軟材料的好幾倍?！彼a充說。

該研究所的Metin Siti教授帶領(lǐng)其團隊研究了如何在軟件機器人中使用這種自修復(fù)軟材料。研究人員設(shè)計并制造了一種氣動的軟促動器，并構(gòu)建軟夾持器，這是軟機器人技術(shù)在食品、制藥、包裝和零售行業(yè)中很有希望的應(yīng)用。此外，生物合成蛋白材料為軟機器人更接近模擬復(fù)雜生物系統(tǒng)提供了一個有前途的平臺，并為多功能軟機器人提供了廣泛的設(shè)計空間。

（責(zé)任編輯：張洋 HN080）
分享名稱：章魚觸手帶來新突破？“快速自修復(fù)生物材料”有望在軟機器人領(lǐng)域獲重用
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