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刘凯/张洪杰/樊春海Matter:稀土等金属离子引导的多尺度组装工程实现高强韧DNA纤维宏量制造

日期: 2024-02-01
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2024年1月9日,清华大学刘凯教授、张洪杰院士团队与上海交通大学樊春海院士团队、中国科学院长春应化所王帆研究员团队共同合作,在Cell Press细胞出版社旗下期刊Matter上发表了最新研究成果,题为“Superstrong and tough DNA bulk fibers via metal ion-induced multiscale engineering”。该研究报道了一种金属离子引导的DNA多尺度有序组装范式及连续纺丝制备技术,实现了具有高拉伸强度和高韧性的DNA长纤维规模化制造。

该研究采用稀土等金属离子引导DNA分子可快速完成分子堆积、纳米束形成、微米级丝束有序排列的多尺度组装过程。所制备的高强高韧DNA纤维各项性能指标超越同等测试条件下的重组蛋白丝与聚合物纤维等主流材料。仅使用50毫克DNA即可实现1000米长纤维的连续制备,辅以后续加捻与编织工艺,可轻松实现5000倍自身重量以上的重物负载。更为重要的是,该工作首次验证了生物质DNA可规模化生产高性能纤维材料的可行性,为推动DNA材料面向高技术产业应用迈出了关键一步。



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