Bioinspired stretchable molecular composites of 2D-layered materials and tandem repeat proteins

材料科学 复合材料 韧性 脆性 断裂韧性
作者
Mert Vural,Tarek Mazeed,Dong Li,Oguzhan Colak,Reginald F. Hamilton,Huajian Gao,Melik C. Demirel
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:119 (31)
标识
DOI:10.1073/pnas.2120021119
摘要

Protein based composites, such as nacre and bone, show astounding evolutionary capabilities, including tunable physical properties. Inspired by natural composites, we studied assembly of atomistically thin inorganic sheets with genetically engineered polymeric proteins to achieve mechanically compliant and ultra-tough materials. Although bare inorganic nanosheets are brittle, we designed flexible composites with proteins, which are insensitive to flaws due to critical structural length scale (∼2 nm). These proteins, inspired by squid ring teeth, adhere to inorganic sheets via secondary structures (i.e., β-sheets and α-helices), which is essential for producing high stretchability (59 ± 1% fracture strain) and toughness (54.8 ± 2 MJ/m 3 ). We find that the mechanical properties can be optimized by adjusting the protein molecular weight and tandem repetition. These exceptional mechanical responses greatly exceed the current state-of-the-art stretchability for layered composites by over a factor of three, demonstrating the promise of engineering materials with reconfigurable physical properties.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
周四一发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
情怀应助十二月采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
柒柒发布了新的文献求助10
8秒前
Senmin完成签到,获得积分10
10秒前
大铁锤发布了新的文献求助10
11秒前
思源应助t3t3t3t3采纳,获得10
11秒前
14秒前
HCLonely应助ccalvintan采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
科研通AI2S应助路过的骑士采纳,获得10
15秒前
yaoxc发布了新的文献求助30
16秒前
16秒前
陈业伟完成签到,获得积分10
17秒前
生如夏花完成签到 ,获得积分10
18秒前
whale发布了新的文献求助10
18秒前
十二月发布了新的文献求助10
19秒前
99完成签到,获得积分10
20秒前
picapica668应助无限小霜采纳,获得20
20秒前
21秒前
Ava应助懒洋洋采纳,获得10
21秒前
1694315877发布了新的文献求助10
23秒前
无聊的听寒完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
计小花发布了新的文献求助10
25秒前
MM11111举报奔波霸求助涉嫌违规
25秒前
25秒前
乐乐驳回了烟花应助
26秒前
馨馨完成签到 ,获得积分10
27秒前
星星完成签到,获得积分20
29秒前
馒头完成签到 ,获得积分20
30秒前
30秒前
大豆发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
沉积岩完成签到,获得积分10
31秒前
Sepstar发布了新的文献求助10
33秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 1000
Semiconductor Process Reliability in Practice 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Security Awareness: Applying Practical Cybersecurity in Your World 6th Edition 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3240702
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2885451
关于积分的说明 8238565
捐赠科研通 2553892
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1381985
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 649403
邀请新用户注册赠送积分活动 625065