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    研究人員開發“攻擊”液滴，作為邁向仿生納米係統的一步（W/視頻）
    （（Nanowerk聚光燈）納米化學的主要目標之一是開發模仿生物過程的人工係統，尤其是旨在複製生命形式的基本行為。在這一領域，隨著模型係統接近活細胞的動態行為，液滴之間的相互作用越來越受到關注，這些模型已進化為從其環境中收集能量，以驅動能夠使生命的化學過程。
    這些“液滴框架”的開發是在地球生命起源的早期步驟中理解，解釋並最終複製自然過程的必要工具。一個假設是，小滴本可以通過相分離從複雜混合物中分離出來形成的小液滴。這些液滴本可以提供化學反應中心，最終導致從無生命的化學物質到生物生物係統的進化過渡路徑。
    現在，研究人員已經證明，許多活細胞類型中發現的基本特征可以從一個簡單的兩滴框架中出現。在自然通訊（（“基礎化學通信中的液滴重現細胞相互作用行為”）來自阿根廷四個機構的科學家團隊（Conicet，CNEA和SanMartín和Litoral大學）報告說，一對裝有化學試劑沉積在納米孔表麵上的液滴可以以某種智能的形式進行交流，以呈現一種化學典型的刺激刺激刺激形式- 響應自主行為。
    “我們證明，沉積在納米多孔表麵上的兩個液滴能夠通過跨納米孔網絡傳播的化學信號進行通信：”Galo Soler-Illia博士來自聖馬丁大學的Nacional nacional nacional，告訴Nanowerk。“這種交流會導致仿生行為，因為其中一隻液滴可以向另一個液滴移動，並顯示'攻擊者維克蒂姆'動作。”
    在對表麵上的液滴行為的研究中，各個小組的先前工作都集中在跨納米孔表麵的潤濕性，粘附和運輸相關的方麵。不過，這項新作品提出了一個獨特而令人興奮的概念：通過選擇合適的化學過程來促進不可逆轉的轉換，並為能源和化學信息提供足夠的渠道，在原則上無生命的物體的行為進行編碼為了將局部過程轉變為宏觀運動，這意味著有組織的軟物質位移。
    這項工作的最令人興奮的功能是不同的，它的可能性是創建活躍的液滴，這些液滴通過表麵通過消息自行進行交互和行動。該團隊表明，可以通過涉及化學傳感的簡單平台將特定的矢量作用（向第二個對象的運動）傳遞給一個無生命的對象。換句話說，可以以類似於細胞響應的方式“編程”無生命的宏觀對象的行為。
    “這兩個空間分離的液滴之間的攻擊者維克蒂姆反應是由化學反應助力的，至關重要地取決於納米級工藝的調整：限製體積中的快速催化反應，以及通過納米孔傳播自由能和化學信號的傳播，“解釋說soler-ilia。“有趣的是，這些支持納米的工藝會在短時間內引起足夠的能量和功率在毫米尺度上產生重大的機械變化，從而導致觀察到的運動。”
    基礎納米多孔層介導的示意性概念，以實現複雜的腳步響應
    基礎納米多孔層介導的示意性概念，以實現複雜的腳步響應。當化學互補的滴劑一起沉積到納米多孔薄膜上時，它們相互作用並隨後通過潛在的化學信息和局部活性起作用，從而導致宏觀反應。這些液滴可以自發地演變為化學刺激反應操作，類似於新興的“智能”行為。觸發的自主攻擊者 - 維克蒂姆樣的非對流相互作用導致產生具有形狀轉換和複雜行為的獨特液滴動力學。請注意，這些方案的規模不大（例如，納米孔薄膜的厚度大約幾百納米，比液滴高得多）。（圖像從CC下的自然通信複製為4.0）
    如上圖所示，首先，含有碘化鉀（Ki）的液滴沉積在納米多孔表麵上。毛細管將Ki溶液拉到納米孔內，導致液滴周圍的濕區域。然後，將第二滴載有過氧化氫的液滴放在第一個液滴附近。毛細血管發揮作用，這兩個液滴在一個定義明確且狹窄的空間區域中接觸。隨之而來的是Ki充當過氧化物分解的催化劑的化學反應。
    在該反應中釋放的能量在幾百立方納米的狹窄空間中，觸發了第二滴宏觀的形態學轉移 - 最終與相鄰的發射液液滴耦合 - 利用從跨越反抽煙的液體跨越反抽動的液體納米孔表麵作為信號和電源。
    Soler-Illia描述說：“在探索了幾個反應條件之後，我們發現了一個製度，其中過氧化滴滴急劇改變了其形狀，延伸到含Ki的液滴上並吞噬了它。”“這種行為的關鍵是反應前部沿著Ki-Wet區域的自我銷售的擴展。換句話說，Ki的作用像是對反應的“啟用信號”，以在整個表麵上進行，而Ki-Wet區就像通往“攻擊”液滴的途徑。
    當將30 wt％過氧化氫溶液的液滴放在Ki滴附近時，隨後發生了一種行為，在受害者掉落的存在感知後，可以將其形象地設想為液滴攻擊。h2o2液滴最初以典型的圓形形狀擴散，直到達到平衡為止。當滴點“通知”附近的ki液滴然後將突出作為前緣擴展時，就會發生獨特的行為。h2o2液滴確實采取了響應於釋放給納米孔的流體，而鄰近的ki液滴是自我生成周圍吸引子區域的。然後突出從h生長2o2下降及其大小逐漸增加，以滿足無柄ki液滴，最終橋接了液滴。（視頻由研究人員提供）
    他還指出，吉布斯能量的有效通道破壞了液滴表麵張力，導致觀察到的形狀破壞是觀察到的行為背後的主要物理成分。
    因此，團隊開發了一個模型，使他們能夠合理化這種細胞狀行為。他們證明，在過氧化物分解的第一瞬間釋放的自由能足以助長過氧化液滴的釘線破裂，從而導致其形狀不穩定性。隨後，這導致表麵張力的梯度最終觸發Marangoni效應。這允許滴在表麵上延伸，達到較大的Ki體積。反過來，這種現象會產生一個積極的反饋回路，使整個過程變得更加不可逆轉，並導致更快的下降延伸。
    從長遠來看，這種過程在多個數量級長度上放大微妙的局部變換對於控製納米對象（納米韋默斯）的自主運動的設計過程或軟物質的宏觀運動，例如軟物質的宏觀運動，這是有趣的。作為軟機器人技術的人造肌肉。
    正如研究人員指出的那樣，這個非常簡單的係統本身就是一個複雜信號行為的最小單位。它可能會影響許多開花領域，例如響應敏感的微流體係統，適應性材料和表麵，微流體智能機器人技術的設計，甚至是用於合成生物學和原產質生命原始生命原始生物原產能的模型楷模。
    在接下來的步驟中，該團隊計劃將這些納米方壓係統整合到可刺激的係統中，旨在耦合運輸，化學反應性和宏觀運動與外部刺激（例如光，熱，化學濃度，pH或壓力）相結合。
    Soler-Illia總結說：“在響應式和自適應材料領域中最相關的挑戰是了解允許在納米係統中進行通信和傳遞信號的途徑，並演變為自主，可編程和刺激性響應性問題。”“我們認為，我們的工作是邁向旨在複製生活過程的第三代納米係統的一步。”
    經過邁克爾是皇家化學學會的三本書的作者：
    納米社會：突破技術的界限，，，，
    納米技術：未來很小， 和
    納米工程：使技術不可見的技能和工具
    版權© Nanowerk

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