自然奇迹导致新的生物启发材料

拉沙达·科利教授（左）通过将锌协调的超分子聚合物加入到共价交联的聚乙二醇网络中来模仿刷毛蠕虫钳口系统的体系结构。

一个微小的刺耳，蠕动在海边鞭打，可以将其颚延伸到嘴外，以留下猎物。蠕虫的形状转移钳口在底座上坚硬，末端柔韧，由含有矿物锌和氨基酸组氨酸的一个奇异材料制成，其通过称为金属配位化学的内容共同控制关节的机械行为。

拉沙兰大教堂的科学家，杰出材料科学与工程和化学和生物分子工程的杰出副教授，希望在合成材料中重建这些化学品并在合成材料中构建类似的结构。通过这样做，他们可以开发用于传感器，医疗保健应用的新的，改进的材料，以及更多。像这些这样的化学物质都是无处不在的。例如，人类血液中的铁蛋白相互作用可以是疾病的决定因素。

在2019年7月版的论文中，Korley的科学和工程博士生追逐汤普森和博士后助理Chatterjee，描述了它们如何建立由锌和聚合物制成的材料网络，即模仿鬃毛蠕虫的钳口的机械梯度。

该项目，五年多的工作中，由国家科学基金会获得资助。Korley表示，目标是利用天然材料系统来了解如何控制结构特征，尤其是机械性能的相互作用。

洛阿什省Korley（左）和追逐汤普森检查他们所研究的材料样本。

“这个想法是：你能把两件真的彼此放在一起，并利用这种动态的想法作为控制能量如何在系统中释放的方式，这与机械行为有关？“她说。

该团队通过将锌协调的超分子聚合物添加到共价交联的聚乙二醇网络中来模仿刷毛蠕虫钳口系统的结构。凭借正确的浓度，他们发现它们可以控制材料的机械性能。“我们用来容纳这些动态交互的永久网络是实现这些梯度结构的良好平台，”汤普森说。接下来，他计划调查影响形状记忆和这些材料的其他性质的方法。

Korley利用自然的灵感来设计各种材料。她是PIRE的主要调查人员：生物启发材料和系统，五年，550万美元的国家科学基金会授予。

通过这个项目，Korley和合作者在案例西方储备大学，加州大学，芝加哥大学瑞士弗里堡大学和英国斯特拉斯科莱德大学都在学习和开发能够反应其环境的韧性的材料，是更安全，更有效的生物植入物，透射神经状电信号，可以响应环境以启动生物过程，所有这些都用于软机器人应用。

例如，研究人员正在研究制造具有强大的材料，如蜘蛛丝和响应湿度的湿度，例如松树锥，在干燥条件下打开并在潮湿的湿润方面开放。它们还利用了他们揭示的独特材料属性，以开发新的3D印刷材料。

在Korley实验室中研究的材料有可能影响智能生物材料，传感器等的开发。

柔软材料和聚合物的研究，长期以来，UD的强度正在增长，部分感谢Korley的专业知识。Korley和Thomas H. Epps，III，Thomas和Kipp Gutshall高级职业发展教授化学和生物分子和材料科学和工程，也形成了一个新的研究中心，柔软物质和聚合物（酥脆）的研究中心。Korley和EPP与Chemours的研究人员合作，最近发表了关于Comen ACS应用聚合物材料中的聚合物表面涂层的结构性质关系的综述文章。

Korley的研究企业也涉及到本科生的外展，他们可以从补充课堂工作的研究经验中受益匪浅。

“研究为您提供了一个从课堂上掌握这一基本训练的平台，并能够将其应用于问题，”她说。“在实验室里，学生学会通过问题，展示和传达他们的工作，成为领导和团队球员。我们拥有我们课程中的所有方面，但我认为本科研究可以培养学生的整体方式。“

Korley在高中向科学和工程中介绍女孩的外联活动同样热衷。来自她的实验室的学生们参与了特拉华州新城堡的Serviam女孩学院辅导。

“对我来说最大的事情是产生影响，并进行协作，真正与更广泛的社区互动，”她说。“这对我很重要。”