조절 가능한 열 및 점탄성 특성을 위한 DNA-간섭하는 초분자 하이드로젤

초록: 고분자 초분자 하이드로젤(PSHs)은 고분자 사슬 간의 비공유적 상호작용의 열역학적 및 동적 특성을 활용하여 구조적 특성을 제어합니다. 이러한 물질은 흡열적 또는 발열적 평형을 통해 형성되므로 화학 결합을 위한 본질을 크게 변경하지 않고서는 열 반응을 제어하는 것이 어렵습니다. 본 연구에서는 이중 나선 DNA(dsDNA)의 간섭을 기본 동적 비공유 상호작용으로 활용하는 새로운 클래스의 PSHs를 소개합니다. 결과적으로 생성된 dsDNA 간섭 초분자 하이드로젤(DISHs)은 간섭제의 전략적 선택을 통해 흡열적으로 또는 발열적으로 구동되는 결합을 보여주도록 조정할 수 있습니다. 다양한 소수성, 전하, 크기를 가진 간섭제로 캡슐화된 이중기능성 폴리에틸렌 글리콜(M W ~2000 Da)은 유사한 변형 계수(500–1000 Pa)를 가지면서 독특한 열 점탄성 응답을 가진 DISHs를 생성합니다. 특히, 아크리딘 기반의 교차 결합제는 온도에 따라 불변하거나 증가하는 이완 시간을 보였으며, 흡열적 결합 메커니즘을 제안합니다. 이 방법론은 바이오매스 유래 DNA 생체재료의 구조-특성 세트를 확장하며, 간섭 분자의 수와 다양성 덕분에 다양한 열 및 점탄성 응답을 얻을 수 있는 새로운 재료 시스템을 약속합니다.