全球首例！人造分子肌肉重大突破 臺大化學團隊研究榮登《Nature. Chem.》
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全球首例！人造分子肌肉重大突破 臺大化學團隊研究榮登《Nature. Chem.》
2016/10/5 下午 03:27:19 台灣大學
科技部今(5日)舉行臺大化學研究團隊，研發全球首例人造分子肌肉四聚體，重大突破傑
出研究成果，科技部政務次長蔡明祺及臺大副校長張慶瑞共同主持，臺大化學系中研院院
士彭旭明及科技部自然司司長吳俊傑均蒞臨現場嘉勉臺大化學系邱勝賢教授研究團隊傑出
貢獻。
邱勝賢教授雛菊鏈為例，指出歐美小孩在野外扮家家酒時，常常以雛菊製作花環及手環等
裝飾。基本上是先將採摘來的雛菊莖部中間撕開一個小洞，再反覆將一朵雛菊的莖穿過另
一朵雛菊莖部上的孔洞，最後再頭尾銜接組裝成環，便成為可配掛在手腕、頸部或頭上的
雛菊鏈花環。
在分子層次上，化學家合成結構上同時具有一個大環(母)以及可與其穿透鍵結之辨識單元
(公)的兩性單體分子來模擬單朵雛菊，並希望以之組裝成環狀雛菊鏈。然而，一直以來，
由於亂度對平衡的影響，組裝所得到的主要環狀產物都是二聚體。透過適當的分子設計並
賦予兩性單體分子結構上的堅韌性，組裝出來的環狀二聚體將可針對外部刺激作出長度收
縮和伸張的循環變化，相當程度地模仿一般生物肌肉的一維運動。因此，以環狀雛菊鏈二
聚體為基礎的一維人造分子肌肉與相關的智慧材料一直受到相當的重視。
理論上，具有剛性結構的高階環狀雛菊鏈分子，應有機會成為延伸一維分子肌肉運動到二
維平面或三維空間中的多維人工分子肌肉，並衍生出可同時進行多維度動作的智慧材料。
然而，這樣的多維人造肌肉分子卻從未被報導過，因為選擇性組裝環狀雛菊鏈三聚體或四
聚體，至今仍是一個尚未解決的難題。
臺灣大學化學系邱勝賢教授與其研究團隊，在雛菊單體結構設計上同時導入結構的剛性，
金屬配位的幾何形狀控制與芳香環之間的扭張力來抑制環狀雛菊鏈二聚體與三聚體的生成
，進而達到選擇性生成環狀雛菊鏈四聚體的目標。
利用有機合成反應固定分子環狀雛菊鏈四聚體的結構，可發現其在無鋅離子鍵結的情況下
，呈現近似四邊形的平面構形，但在鍵結鋅離子後則轉為四面體的立體形狀。而環狀雛菊
鏈三聚體則可在鋅離子的加入與移除中呈現平面三角形的擴張與收縮兩態。若考慮兩相鄰
端點的距離，則環狀雛菊鏈四聚體與三聚體可以被認為是人造的多維分子肌肉，其伸張與
收縮兩態間的長度變化量分別約有36與23%，較之生物肌肉分子(27%)，毫不遜色。
以後是不是不用辛苦操練了 XD