「餓了就降解」的自毀材料

如果要問，人造材料應該有哪些特性，我想「經久耐用」一定算一個。不過，這經久耐用的東西，使用時讓人特別滿意，但要處理掉的時候卻另人頭痛不已。

德國慕尼黑工業大學（TUM）研究人員受生物生命過程的啟示，開發了一種材料，當它們耗盡能量時就「死掉」，散架了。這可能導致按時緩釋的藥物遞送系統，或是在需要消解時會自我毀滅的電子器件、包裝材料。

眾所周知，如果動植物不能通過食物或陽光得到能量的補充，它們就會死亡，就會分解。但人造物質無法實現與周圍環境的能量交換，會長期保持其形態。到最終的處理時，我們需要通過諸如再循環之類的過程，這將需要消耗更多能量，顯然不是最理想的。

該研究的論文主要作者玻伊霍芬說，「到目前為止，大多數人造物質的化學性質非常穩定，要分解它，回到原先的組分就得搭上不少能量。反觀大自然，則不會產生垃圾堆，而是讓生物細胞以棄用的分子不斷重新合成新的分子。這些分子中有一部分組成更大的超分子組裝，構成細胞的結構成分。這個動態系統啟發我們開發一種棄用時能自行處理的材料。」

模仿自然系統，TUM團隊創建了一種分子化合物，當添加「燃料」（一種稱為碳化二亞胺的高能分子）時，開始自由移動，組裝成水凝膠。只要能源供應持續，化學反應能使該材料穩定。當能源耗盡，這些材料簡單地分解為其基本分子。控制最初給定燃料的多少，研究者能按需設置，實現需要的有效自毀。

實驗室測試中，團隊製造出了預計壽命為幾分鐘或幾小時的材料，在它們壽終、溶解後，添加燃料還能重新啟動該過程。

研究人員說，這種技術近期內就能用作靶向藥物的傳遞系統，以球狀結構將藥物帶到身體各處，在需要的地方自動溶解，釋放有效載荷。另一個設想是設計成組織工程的支架結構，植入身體來幫助癒合，並在身體自身細胞接管後降解。

團隊進一步設想，可用這類材料製成塑料件或電子裝置，它們在垃圾填埋場會自毀，避免堆積；或是能在水或熱作用下解體的「短期」電子器件，時間延遲將可以編程設定，使其更受歡迎。

該研究的論文發表在《自然通訊》雜誌。比爾

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