- 浅谈生物材料研发可借鉴“仿生开关”
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文章来源：中国化工报
中化新网讯 记者从浙江大学获悉，教育部长江学者奖励计划特聘教授、浙江大学化学系教授唐睿康带领团队成功破解了动物界中常见的换壳现象的生物机理，发现其中隐藏着仿生开关 。这一发现为科学家进一步研究仿生控制功能提供了新样本，让生物材料的制备变得更加可控。
课题组选取常见的甲壳动物――卷甲虫（俗称西瓜虫）作为生物模型，发现换壳时期的卷甲虫体内富含酸性氨基酸，如天冬氨酸。在它的作用下，卷甲虫立即启动换壳过程，促使处于准备状态的矿物质前体迅速走向稳定状态从而形成新壳。在自然状态下，这个过程在短短的数小时之内完成。
对此，唐教授这样解释：镁离子和酸性蛋白质共同构成了一个生物界中的开关。动物的换壳过程可以理解为一个结晶的过程，矿物质在这个过程中经历了非稳定态、亚稳定态和稳定态。镁离子是一个关的信号，暂时关闭了结晶过程，延长了碳酸钙非结晶状态。而酸性蛋白是一个开的信号，它的出现结束了矿物的非结晶状态，促发了矿物质的迅速结晶。课题组用镁和酸性氨基酸在实验室里成功地演示了这个结晶开关，并证明了这一原理还存在于磷酸钙体系，具有普适性。
唐睿康团队的这一发现为人类制备生物材料提供了新的启示，人们可从中获得灵感，制造出一种仿生开关，使生物材料的合成变得更加可控，制造出各种结构、形态和功能的生物材料。
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