全球首例！人造分子肌肉重大突破 台大化学团队研究荣登《Nature. Chem.》
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全球首例！人造分子肌肉重大突破 台大化学团队研究荣登《Nature. Chem.》
2016/10/5 下午 03:27:19 台湾大学
科技部今(5日)举行台大化学研究团队，研发全球首例人造分子肌肉四聚体，重大突破杰
出研究成果，科技部政务次长蔡明祺及台大副校长张庆瑞共同主持，台大化学系中研院院
士彭旭明及科技部自然司司长吴俊杰均莅临现场嘉勉台大化学系邱胜贤教授研究团队杰出
贡献。
邱胜贤教授雏菊链为例，指出欧美小孩在野外扮家家酒时，常常以雏菊制作花环及手环等
装饰。基本上是先将采摘来的雏菊茎部中间撕开一个小洞，再反复将一朵雏菊的茎穿过另
一朵雏菊茎部上的孔洞，最后再头尾衔接组装成环，便成为可配挂在手腕、颈部或头上的
雏菊链花环。
在分子层次上，化学家合成结构上同时具有一个大环(母)以及可与其穿透键结之辨识单元
(公)的两性单体分子来模拟单朵雏菊，并希望以之组装成环状雏菊链。然而，一直以来，
由于乱度对平衡的影响，组装所得到的主要环状产物都是二聚体。透过适当的分子设计并
赋予两性单体分子结构上的坚韧性，组装出来的环状二聚体将可针对外部刺激作出长度收
缩和伸张的循环变化，相当程度地模仿一般生物肌肉的一维运动。因此，以环状雏菊链二
聚体为基础的一维人造分子肌肉与相关的智慧材料一直受到相当的重视。
理论上，具有刚性结构的高阶环状雏菊链分子，应有机会成为延伸一维分子肌肉运动到二
维平面或三维空间中的多维人工分子肌肉，并衍生出可同时进行多维度动作的智慧材料。
然而，这样的多维人造肌肉分子却从未被报导过，因为选择性组装环状雏菊链三聚体或四
聚体，至今仍是一个尚未解决的难题。
台湾大学化学系邱胜贤教授与其研究团队，在雏菊单体结构设计上同时导入结构的刚性，
金属配位的几何形状控制与芳香环之间的扭张力来抑制环状雏菊链二聚体与三聚体的生成
，进而达到选择性生成环状雏菊链四聚体的目标。
利用有机合成反应固定分子环状雏菊链四聚体的结构，可发现其在无锌离子键结的情况下
，呈现近似四边形的平面构形，但在键结锌离子后则转为四面体的立体形状。而环状雏菊
链三聚体则可在锌离子的加入与移除中呈现平面三角形的扩张与收缩两态。若考虑两相邻
端点的距离，则环状雏菊链四聚体与三聚体可以被认为是人造的多维分子肌肉，其伸张与
收缩两态间的长度变化量分别约有36与23%，较之生物肌肉分子(27%)，毫不逊色。
以后是不是不用辛苦操练了 XD