이산화탄소 반응성 펩타이드 기반 나노·거시 재료

pH, 빛, 전자기장 등 다양한 자극이 나노스케일 상호작용을 정밀하게 제어하는 데 활용되어 왔으나, 생물학, 에너지, 기후 분야에서 핵심적인 역할을 하는 기체는 재료 거동 조절 인자로서 상대적으로 덜 탐구되었습니다. 본 연구는 서열 특이적 펩타이드 설계를 통해 이산화탄소를 나노 및 거시 스케일 물질을 제어하는 동적이고 가역적인 자극으로 제시합니다. 펩타이드 기능화 나노입자는 기체 유량 변화에 따라 이산화탄소에 대한 뚜렷하고 조절 가능한 반응을 보였으며, 민감도는 펩타이드 구조의 위치 및 서열 특이적 변화에 의해 결정되었습니다. 응집의 서열 의존성은 6가지 설계 원리로 설명되며, 정량적 모델링 결과 응집 속도가 누적 이산화탄소량보다는 유량에 비례함을 보여주었습니다. 이러한 기체 제어 반응은 콜로이드 나노입자에서 cm 스케일의 생체 적합성 하이드로젤로 확장되어 이산화탄소에 가역적이고 비색학적으로 반응합니다. 이러한 반응성을 활용하여, 이산화탄소를 리소그래피 자극으로 사용하여 기체 투과성 마스크를 통해 하이드로젤의 공간적 패턴화를 시연했습니다. 결과적으로, 본 연구는 기체 매개 제어를 다양한 길이 스케일에 걸쳐 반응성 재료를 프로그래밍하는 일반적이고 확장 가능한 전략으로 확립합니다.