光控水凝膠可模擬手指彎曲和爬行

　　植物朝向光源生長，這種現象叫作向光性。據物理學家組織網近日報道，受此啟發，美國加利福尼亞大學伯克利分校的生物工程師開發出一種水凝膠，能通過光照控制，模擬手指關節的彎曲和爬行運動。近日出版的《納米快報》對此做了詳細介紹。

　　新型水凝膠是一種水凝膠制動器。水凝膠制動器能對刺激產生可逆反應，目前在包括軟體機器人在內的許多領域已有應用，但在反應速度、時間與位置的精確控制方面還有待改善。該項目主要研究人員、生物工程副教授李承旭(音譯)說，像他們的這種變形凝膠，可用在藥物遞送、組織工程等方面，未來也可在軟體機器人領域大展身手。

　　研究人員把人工合成的彈性蛋白質與層狀石墨烯(一個原子厚度的碳原子堆積起來形成石墨烯)結合。暴露在近紅外光的照射下時，這種石墨烯層會發熱，進而影響合成蛋白質，合成蛋白質變冷會吸水，而變熱時會釋放出水分。這兩種材料合在一起形成了納米復合生物高聚物，或稱為一種水凝膠。其設計為一面的透氣性比另一面更強，透氣性更強的這一面吸收和釋放水分就比另一面更快。

　　“通過將這些材料相結合，我們能更精確地控制水凝膠模擬植物細胞對光照的擴展和收縮反應。”李承旭說。由于水凝膠不規則地收縮，受光照射時就會發生彎曲，并且還能根據光的位置、強度和路徑不同，顯示出迅速且可調整的運動，包括像手指似地彎曲和爬行。他們用這種材料做成一只手的形狀，演示了水凝膠手指在光照下好像人的手指那樣彎曲。

　　研究人員在論文中還指出，本研究也顯示出人們通過合理設計蛋白質結合人工納米粒子來創造宏觀尺度的功能材料的能力。