Французским учёным впервые удалось создать сборку, состоящую из тысяч наномашин и способную производить скоординированные сокращения/растяжения, вытягиваясь, подобно движениям мышечных волокон, сразу на 10 мкм. Эту работу можно считать **доказательством состоятельности биомиметического подхода в экспериментальной нанотехнологии.

Результаты, достигнутые материаловедами Страсбургского университета (Франция), открывают самые радужные перспективы для применения таких наномашин в робототехнике, нанотехнологичных средствах хранения информации, в медицине (для синтеза искусственной мышечной ткани), а также при создании материалов, инкорпорирующих в себя наномашины. Подробности исследования можно найти в журнале Angewandte Chemie.

Природа постоянно создаёт множество наномашин, которые мы привыкли называть «молекулярными». Представляя собой чрезвычайно сложные сборки отдельных протеинов, они вовлечены во все функциональные процессы, протекающие в живых организмах, такие как ионный транспорт, синтез АТФ и клеточное деление.

Сокращения наших мышц также контролируются скоординированными движениями тысяч протеиновых наномашин, каждая из которых работает на участке длиной в несколько нанометров. Но собранные вместе эти тысячи дают такой суммарный эффект, который позволяет нам свободно сгибать и разгибать конечности. Причём действуют эти наномашины в идеальной координации друг с другом.

За последние годы химики добились поистине выдающегося прогресса в синтезе искусственных наномашин, механические свойства которых могли бы представлять определённый интерес для исследователей. Однако до скоординированного функционирования этих машин в пространстве и времени дело пока не дошло…

Рис. 1. Слева — полимер в сокращённом состоянии; справа — телескопический эффект скоординированного движения супрамолекулярной ассоциации тысяч наномашин; в центре — молекулярная модель из трёх наномашин, связанных внутри полимера. (Иллюстрация Wiley-VCH).

И вот наконец-то французские учёные совершили настоящий прорыв, ***синтезировав длинные полимерные цепи, инкорпорирующие в себя (посредством слабых супрамолекулярных связей) тысячи наномашин, каждая из которых способна производить линейное телескопическое движение, удлиняясь на один нанометр**.

Под действием рН среды одновременные телескопические движения всех наномашин позволяют включающей их полимерной цепи удлиняться сразу на 10 мкм, обеспечивая тем самым суммарный телескопический эффект, в 10 тыс. раз превосходящий максимальное удлинение индивидуальных наномашин.

Наблюдаемое поведение в точности совпадает с принципами, по которым функционируют мышечные волокна человека.

Учёные полагают, что

благодаря биомиметическому подходу достигнутые результаты позволят добиться прогресса в таких областях, как создание искусственных мышечных тканей, микророботов или даже в разработке новых материалов, инкорпорирующих в себя наномашины с целью обретения необычных механических свойств.