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 生物細(xì)胞具有強(qiáng)大的功能，通過規(guī)劃和改變相互之間的溝通方式，能夠靈活地指導(dǎo)人體思考、走路以及抗擊疾病等關(guān)鍵行為 。目前，材料科學(xué)所面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是開發(fā)具有細(xì)胞功能并能夠與生命系統(tǒng)整合的納米材料。

近日，紐約城市大學(xué)高級(jí)科學(xué)研究中心（ASRC）的一組研究人員在“自然化學(xué)”雜志發(fā)表的一篇論文中，詳細(xì)介紹了這種材料的合成。

該論文的第一作者ASRC的科學(xué)家Mohit Kumar表述：“生物材料能夠?qū)瘜W(xué)信號(hào)進(jìn)行自組裝、重新分配和分解，這是人造材料不具備的能力”。若將合成材料整合到生物材料中，需要一個(gè)完美的界面，來過渡生物體某些特性。我們的方法有望為人造材料打開大門，實(shí)現(xiàn)與生物系統(tǒng)相的統(tǒng)一。”

為了開發(fā)能夠?qū)瘜W(xué)信號(hào)進(jìn)行重新配置的納米材料，研究人員基于一種有機(jī)半導(dǎo)體分子萘二酰亞胺（NDI），通過將NDI暴露于簡(jiǎn)單氨基酸的生物化學(xué)信號(hào)中，選擇性修飾分子的兩側(cè)。

通過使用不同的氨基酸，研究人員能夠可控的開發(fā)具有不同功能的納米材料。

該論文的合作者加州大學(xué)歐文分校Samueli工程學(xué)院材料科學(xué)家Allon Hochbaum表述：“與大腦中的神經(jīng)元一樣，這些材料展現(xiàn)出改造電連接的卓越能力。 組裝是在動(dòng)態(tài)化學(xué)過程中進(jìn)行編碼的，通過簡(jiǎn)單地改變化學(xué)輸入，可以觀察絕緣納米材料、導(dǎo)電納米材料以及納米材料在導(dǎo)電狀態(tài)和非導(dǎo)電狀態(tài)之間動(dòng)態(tài)切換。”

該研究的資金由美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室和美國(guó)陸軍研究辦公室提供。 ASRC研究人員進(jìn)行了該納米材料的開發(fā)研究，UCI研究人員開發(fā)了用于測(cè)量該納米材料導(dǎo)電性的設(shè)備。合作團(tuán)隊(duì)表述，下一步是將該新納米材料與神經(jīng)元對(duì)接，以研究人造材料和生物材料的相互作用。