以內鎖雛菊鏈建構多維人造分子肌肉
系所: 化學系
教師姓名:
邱勝賢
教師職稱:
教授
研究摘要:

近年來,能夠接受外加刺激或感測環境變化,並改變特性的”智慧材料”已經大量出現在我們日常生活所使用的器具、服飾與住家之中,例如導電油墨、記憶合金、光或電致變色材料等等。由於材料的”智慧”,大多來自組成分子受外加刺激所產生的變化,因此,設計與建構材料本身在分子層級的結構與行為對於智慧材料的發展至為重要。
雛菊鏈是歐美小孩在野外扮家家酒時,常常就地取材所製作的玩具。基本上是先將採摘來的雛菊莖部中間撕開一個小洞,再反覆將一朵雛菊的莖穿過另一朵雛菊莖部上的孔洞,最後再頭尾銜接組裝成環,便成為可配掛在手腕、頸部或頭上的雛菊鏈花環。
一直以來,雛菊鏈花環在分子層級所組裝得到的產物都是二聚體。由於二聚體可針對外部刺激作出類似一般生物肌肉分子在長度上的收縮和伸張的循環變化,因此被認為是相當好的人造分子肌肉單元。
理論上,高階環狀雛菊鏈應有機會在多維空間中展現分子肌肉的行為,並衍生出可同時進行多維度變化的智慧材料。然而,這樣的多維人造肌肉分子卻從未被報導過,因為選擇性組裝環狀雛菊鏈三聚體或四聚體,在化學合成上一直是個難題。
臺灣大學化學系邱勝賢教授與其研究團隊,成功地克服了高階環狀雛菊鏈在自組裝生成上的困難,一舉完成環狀雛菊鏈三聚體與四聚體的合成,並證明其結構在內鎖後,能成為可受操控,並在同時在多維空間中模擬生物肌肉運動之人造分子肌肉,而其伸張與收縮兩態間的長度變化量則分別約有36與23%,較之生物肌肉分子(27%),毫不遜色。
上述研究係由科技部自然司的卓越領航計畫與台大拔尖計畫所共同支持完成,其全文已於2016年9月19日線上發表於《自然化學》(Nature. Chem. 2016,DOI: 10.1038/nchem.2608)。
 近年來,邱勝賢教授的研究團隊主要致力在於主客化學、分子自組裝、分子開關與分子機械等方向的基礎與應用研究,除在Angew. Chem. Int. Ed.、Org. Lett.與Chem. Eur. J.等重量級國際期刊有多篇著作發表外,亦有多件相關專利獲准。
邱老師論文全文連結: http://www.nature.com/nchem/journal/vaop/ncurrent/full/nchem.2608.html

台大校訊連結:http://host.cc.ntu.edu.tw/sec/schinfo/epaper/article.asp?num=1280&sn=14729

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建檔時間:
2016/10/25 10:52
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