2023年1月20日,课题组文章“In silico Design of Photoresponsive Peptide-based Hydrogel with Controllable Structural and Rheological Properties”被Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects ( SCI二区,IF=5.518 ) 接收,王晓为第一作者,中科院海洋所李嘉伟为通讯作者。
短肽分子自组装形成的凝胶由于其优异的生物相容性等特性在生物工程等领域有着独特的应用。利用具有光响应特性的偶氮苯对短肽分子进行修饰,有望制备具有响应特性的智能凝胶。基于此,本工作采用粗粒化分子动力学模拟,设计了肽基分子(bisazoFA)并研究其与苯丙氨酸二肽(FF)的协同组装及光响应特性。研究发现通过调控bisazoFA与FF间的配比可以有效调控自组装网络的结构性质,并且在光刺激下,网络结构的微观有序度可被有效控制。受上述自组装形貌变化的影响,凝胶体系的流变性能进而得以灵活调控。此外,本工作还从能量和结构角度对自组装结构发生变化的分子机制进行了阐释。相关研究有望对智能自组装材料的设计与合成提供理论参考。
长期以来,课题组围绕短肽、纳米颗粒、表面活性剂、聚合物等的自组装行为开展了大量的模拟研究(J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4, 3962; Soft Matter, 2014, 10, 8758; Nanoscale, 2015, 7, 6069; RSC Advances, 2016, 6, 13442; Colloids Surf., A, 2016, 506, 276; Phys. Chem. Chem. Phys, 2017, 19, 4462; J. Colloid. Interface. Sci, 2017, 494, 47; Langmuir, 2017, 33, 5291; Phys. Chem. Chem. Phys., 2018, 20, 10069; J. Phys. Chem. B, 2018, 122, 10607; Nanoscale, 2019, 11, 7221; J. Phys. Chem. Lett., 2020, 11, 3369; ACS Nano, 2021, 15, 10328; Macromolecules, 2021, 54, 16, 7448; Phys. Chem. Chem. Phys., 2022, 24, 27751等等),通过探究大量分子的自组装行为及其分子机制,推动自组装功能材料的理性设计以及在油气开采、药物递送、纳米材料合成等领域的应用。