2018/7/20 14:49:53
材料科技在线
10448
弗莱堡大学的科学家开发出了一种由生物成分和高分子材料组成的材料系统,这种材料能够感知和处理信息。这些生物混合系统被设计地可以执行某些功能,例如计数信号脉冲,以便在正确的时间释放生物活性分子或药物,再比如检测酶和小分子,例如牛奶中的抗生素。跨学科团队在该领域的一些著名期刊上发表了他们的成果,其中包括 Advanced Materials 和 Materials Today杂志。
生命系统(例如细胞和生物体)和电气系统(例如计算机)对输入信息有着不同的响应机制,并具有不同的输出能力。但是,这些复杂系统共有的基本属性是处理信息的能力。 在过去的二十年中,科学家们已经能够应用电气工程原理来设计和构建能够感知和处理信息并执行所需功能的活细胞。该领域被称为合成生物学,它在医学,生物技术,能源和环境领域有许多令人兴奋的应用。
BIOSS生物信号研究中心的生物学系主任研究员Wilfried Weber教授说:“由于对生物信号传导过程和接线过程的理解取得了重大进展,我们现在可以将生物模块从合成生物学转移到材料的阶段”。开发这些智能材料系统的关键步骤是能够较好地调整生物构成部分的活动。与计算机类似,各个部分的不兼容性可能会使整个系统崩溃。克服这一挑战的关键是由数学与物理学院的Jens Timmer教授和Raphael Engesser博士开发的定量数学模型。
其中一项研究的第一作者,来自Spemann生物学和医学研究生院(SGBM)的博士候选人Hanna Wagner说:“这些合成生物学材料系统的一大优点是它们的多功能性。” 这些研究中提出的模块化设计概念为工程生物混合材料系统提供了蓝图,该系统可以感知和处理各种物理,化学或生物信号并执行所需的功能,例如信号放大,信息存储或受控释放生物活性分子。因此,这些创新材料可能在研究,生物技术和医学中有广泛的应用。
文章来自phys网站,原文题目为Biological signalling processes in intelligent materials,由材料科技在线汇总整理。