亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Single-Molecule Mechanics of Catechol-Iron Coordination Bonds

儿茶酚 韧性 材料科学 力谱学 胶粘剂 分子 化学计量学 金属 配体(生物化学) 粘结强度 复合材料 纳米技术 化学 物理化学 有机化学 冶金 原子力显微镜 图层(电子) 受体 生物化学
作者
Yiran Li,Jing Wen,Meng Qin,Haibo Ma,Wei Wang
出处
期刊:ACS Biomaterials Science & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:3 (6): 979-989 被引量:67
标识
DOI:10.1021/acsbiomaterials.7b00186
摘要

Metal coordination bonds are widely found in natural adhesives and load-bearing and protective materials, in which they are thought to be responsible for the high mechanical strength and toughness. However, it remains unknown how metal–ligand complexes could give rise to such superb mechanical properties. Here, we developed a single-chain nanoparticle based force spectroscopy to directly quantify the mechanical properties of individual catechol–Fe3+ complexes, the key elements accounting for the high toughness and extensibility of byssal threads of marine mussels. We found that catechol–Fe3+ complexes possess a unique combination of mechanical features, including high mechanical stability, fast reformation kinetics, and stoichiometry-dependent mechanics. Therefore, they can serve as sacrificial bonds to efficiently dissipate energy in the materials, quickly recover the mechanical properties when load is released, and respond to pH and Fe3+ concentrations. Especially, we revealed that the bis-catechol–Fe3+ complex is mechanically ∼90% stronger than the tris-catechol–Fe3+ complex. Quantum calculation study suggested that the distinction between mechanical strength and thermodynamic stability of catechol–Fe3+ complexes is due to their different mechanical rupture pathways. Our study provides the nanoscale mechanistic understanding of the coordination bond-mediated mechanical properties of biogenetic materials, and could guide future rational design and regulation of the mechanical properties of synthetic materials.
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
6w6完成签到 ,获得积分10
20秒前
白派派主完成签到,获得积分20
21秒前
29秒前
眼睛大半烟完成签到 ,获得积分10
35秒前
liu576454693发布了新的文献求助10
44秒前
科研通AI2S应助liu576454693采纳,获得10
53秒前
聪明的老鼠完成签到,获得积分10
1分钟前
rocky15应助尊敬曼岚采纳,获得10
1分钟前
白派派主发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
DAYUEZI完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一大只北极熊完成签到,获得积分10
1分钟前
messi发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
Ava应助messi采纳,获得10
1分钟前
Likj完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
hanzhang发布了新的文献求助10
2分钟前
echoMe完成签到 ,获得积分10
3分钟前
hanzhang完成签到,获得积分10
3分钟前
可耐的黑猫完成签到 ,获得积分20
4分钟前
4分钟前
messi发布了新的文献求助10
4分钟前
符昱发布了新的文献求助10
4分钟前
符昱完成签到,获得积分10
4分钟前
就算雨也不会停完成签到 ,获得积分10
5分钟前
6分钟前
wangayting给wangayting的求助进行了留言
7分钟前
赘婿应助鲸落采纳,获得10
7分钟前
7分钟前
鲸落发布了新的文献求助10
7分钟前
8分钟前
上善若水呦完成签到 ,获得积分10
8分钟前
青禾完成签到 ,获得积分10
8分钟前
8分钟前
白云朵儿发布了新的文献求助10
8分钟前
momo发布了新的文献求助10
8分钟前
秋雪瑶应助鲸落采纳,获得10
8分钟前
8分钟前
8分钟前
高分求助中
Un calendrier babylonien des travaux, des signes et des mois: Séries iqqur îpuš 1036
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2545477
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2175634
关于积分的说明 5600159
捐赠科研通 1896337
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946226
版权声明 565355
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503552