科学家创造了一种新材料，它可以在特定的时间自毁。这个过程的灵感来自于生命使用和再利用分子的方式，杏耀可以为不需要回收的材料铺平道路，而只是在指定的时间分解。这一发现可能会带来各种各样的产品，包括药物输送结构、移植锚和消失墨水。

 

这些自毁分子的秘密在于，它们需要少量的能量才能保持其有用的形态——没有能量。

 

“这些材料不想成为那种类型的材料。他们更愿意成为最初的构建块，”该研究的合著者、德国慕尼黑工业大学的化学家Job Boekhoven说。“他们宁愿分崩离析，一无所有。”[仿生学:7种源自大自然的酷技术]

 

生命的基石

 

当人类处理完一个物体后，他们把它扔进垃圾填埋场，在那里它会慢慢地分解;或者把它烧成灰;或者他们通过广泛的加工回收其材料，然后将其返回到供应链。所有这些方法都浪费了大量的材料或能源。

 

但是生命不会以同样的方式浪费分子，主要是因为它如何利用化学键，Boekhoven说。

 

例如，大多数人造固体是通过一种叫做共价键的分子结合创造的，在这种分子结合中，原子共享电子。这些难以置信的强键很难断裂。想想一种塑料聚合物，它是由石油产品的基本构件加热而成的。《生活科学》(Live Science)此前报道称，塑料会形成细菌无法破坏的坚硬碳键，这就是塑料不能生物降解的原因。

 

但生命依赖于更像是偶然结合的东西:更弱的分子相互作用，如离子、范德瓦尔斯或氢键，Boekhoven说。例如，氢键，一种在水里发现的分子正极和负极排列的静电吸引，比原子共用电子的共价键弱10倍。而范德瓦尔斯力，即不断移动的原子电子云稍微重新排列，以减少排斥或增强吸引力，在更大的距离上消失。

 

生命还依赖于另一个对新消失的分子至关重要的关键因素:生命使用的分子结构总是“失衡”，这意味着它们需要不断涌入的能量来维持功能。如果没有这些额外的能量(比如来自食物的能量)，这些分子最终会自行分解，回到一个更简单的状态。

 

“细胞总是需要营养和能量，”Boekhoven告诉Live Science。“否则，它只会分裂成简单的积木。”

 

Boekhoven说，生命方法的一个好处是， 杏耀主管团队 ，它可以很容易地用少量的能量快速重组更复杂的结构，这意味着基于生命的分子本质上是自愈的。

 

具有自毁性的分子

 

在目前的工作中，Boekhoven和他的同事决定借鉴生活中组装材料的方法。为了做到这一点，研究人员创造了几种不同类型的材料，这些材料需要能量输入才能保持当前的形态，科学家们称之为超分子。

 

第一个是由小珠子制成的简单胶体，每个珠子的直径只有人类头发直径的1%，Boekhoven说。随着燃料的加入，这些微珠就像一串珍珠一样聚集在一起，它们可以按照一定的顺序在一定的时间进行组装和拆卸。Boekhoven说，他设想这些材料将被用来运送药物。例如，某些药物需要绕过胃酸，所以如果它们只是在进入肠道后才被定时分解，它们可以保护药物，直到它们到达所需的位置，Boekhoven说。

 

研究人员还测试了一种蓬松的晶体材料，这种杏2杏耀材料通常是透明的，但当把燃料倒在上面时，就会变得浑浊不透明。当燃料用完后，黑点又变得清晰起来。研究人员于7月18日在《自然通讯》杂志上发表报告称，研究小组设想这种材料将被用作一种完全可擦除的墨水。

 

Boekhoven说:“因此，您可以创建一个临时消息，该消息将使用预定义的生存期进行删除。”他说，这种材料可以大大减少普通纸张在票据、门票和收据等方面的使用。

 

还有一种材料是由长纤维形成的，这些纤维可以自我组装形成结构，有朝一日可以用来固定组织移植，直到身体能够接管移植;研究人员说，这些物质随后就会消失。

 

如果这些材料能够自我组装和降解，并且它们需要能量输入才能存在，那么它们在某种意义上是“活的”吗?

 

Boekhoven说，目前，这些材料都没有任何生命的特性。Boekhoven说，但是该领域的研究人员开始问，制造一个真正自我复制的粒子需要哪些必要的成分。