研究人员发现弱化学相互作用将无限可能性结合在一起

研究人员已经确定了弱分子力量，它将一个微小的，自组装的盒子结合在一起，具有强大的可能性。该研究证明了生物系统常见力的实际应用，推动了人工化学生命的追求。

“我想了解对生命至关重要的自组装系统。构建人工自组装立方体有助于我们了解生物系统的功能，”东京大学大学院艺术研究院实验室负责人Shuichi Hiraoka教授说。设计，构建和分析盒子的科学。

DNA和蛋白质的形成是自组装的生物学例子，但控制这些天然分子如何结合在一起的力或过程也未定义。Hiraoka团队的调查有助于化学理解天然分子如何自组装，并揭示未来模仿这些过程的技术。

平冈和他的团队确定了他们的小盒子两侧的力量作为范德华力，主要是分散力。这些力是当电子在原子的一侧暂时组合在一起时产生的分子之间的弱吸引力。由于范德瓦尔斯力量，壁虎可以部分地走上墙壁。

立方体的每一侧由一个直径为2纳米且形状像六角雪花的分子形成。每一侧大约是人体血细胞的四分之一千分之一。将立方体的侧面固定在一起的微弱力量使得盒子稍微有弹性，因此它可以根据客户分子的大小，形状和原子电荷进行调整以最佳地容纳客户分子。盒子可以膨胀以容纳大的或长的内容物并且在容纳具有负电荷的客体分子时收缩以消除额外的空间。

“我们还没有数据，但合乎逻辑的结论是，长链状的客体分子不知何故会折叠进入盒子里，”平冈说。

研究人员用六苯基苯分子构建了这个小盒子。单个分子以干燥的白色粉末存在。当与水混合时，分子自发地自组装成立方体。

“在解决方案中，六种分子聚集得如此之快，以至于我们无法观察它们如何形成立方体。自组装的确切过程仍然是一个谜，”平冈说。

可以在水中自组装的立方体具有未来生物应用的潜力。六苯基苯立方体即使在水的沸腾温度以上也能保持在一起，在高达130摄氏度(266华氏度)的温度下保持稳定。

雪花状六苯基苯分子的六个点在组装成立方体时锁定在一起。研究人员将这种分子盒的设计描述为类似于日本木材连接技术hozo，其中木块在没有粘合剂或铰链的情况下保持在一起，仅使用复杂的互锁设计。

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