东京大学
东京大学的研究人员使用蒙特卡罗和分子动力学模拟的混合方法来预测带电Janus粒子的自组装，这可能导致能够像蛋白质一样组装的仿生纳米结构
鸣谢:东京大学工业科学研究所 来自高级科学技术研究中心和东京大学工业科学研究所的研究人员使用了一种新的计算机模拟方法来模拟两性离子纳米粒子的静电自组织，这种纳米粒子对药物输送很有用
他们发现，包括瞬时电荷波动大大提高了准确性，这可能有助于开发新的自组装智能纳米材料
在古罗马神话中，杰纳斯是开端和终结之神
他的双重性经常反映在他的双面刻画中
他还以自己的名字命名了所谓的Janus粒子，这是一种表面含有两种或两种以上不同物理或化学性质的纳米粒子
一种有前景的“双面”解决方案使用两性离子颗粒，这种颗粒是一面带正电荷一面带负电荷的球体
研究人员希望创造自组织结构，这种结构可以通过溶液的盐浓度或pH值的变化来激活
然而，这种“自下而上”的工程需要更精确的计算机模拟来实现
现在，来自高级科学技术研究中心和东京大学工业科学研究所的一组研究人员创造了一种新的计算机模型，该模型纳入了粒子表面变化分布的瞬时波动，与当前的软件相比，这种波动可以产生更广泛的结构
“模拟电离基团的动态解离或结合本身就更具挑战性，必须反复迭代，直到获得自洽的结果，”第一作者袁家兴说
研究人员表明，之前假设每个粒子携带恒定电荷的方法可能会给出不准确的结果
为了模拟向致密团簇的可能转变，计算机需要包括表面电荷的短期波动，而不是只产生拉长的链
这些差异在低盐浓度和高静电耦合强度下特别明显
在活的有机体中，蛋白质折叠成非常特殊的形状，很大程度上是基于带正电和带负电区域之间的吸引力
在未来，人工设计的粒子可能能够在条件变化的触发下自我组装
资深作者Hajime Tanaka说:“通过两性离子粒子，我们希望创造出具有可调特性的功能材料，类似于带电蛋白质的自组织。”
这项研究发表在《物理评论快报》上
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