许多晶体材料的机械和功能特性取决于响应外部扰动的晶格排列的协同变化。然而,晶体材料的灵活性和适应性是有限的。此外,在宏观
水平上具有所需动态和机械性能的晶体的自下而上的分子
水平设计仍然是一个相当大的挑战。为了应对这些挑战,我们之前已经将介孔立方铁蛋白晶体与
水凝胶网络相结合,从而产生了混合材料(聚合物集成晶体或
PIX),这种材料可以发生显着的结构变化,同时保持晶体周期性并显示出有效的自愈能力。这些铁蛋白-
PIX 的动力学和力学缺乏方向性,这是许多分子和宏观材料/器件的重要属性。在这项研究中,我们报告说可以通过使用具有各向异性对称性(菱形或三角)的铁蛋白晶体来实现这种方向性,这使得在晶体中形成图案化
水凝胶网络成为可能。由此产生的
PIX 在不失去结晶度的情况下各向异性地膨胀和收缩,在响应刺激时发生迅速的弯曲运动,并有效地自我修复,捕捉骨骼肌等复杂
生物装置的一些基本特征。这使得在晶体中形成图案化
水凝胶网络的模板化成为可能。由此产生的