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Aug 19, 2023

수화고형물

네이처(2023)이것 인용

네이처(2023)이 기사 인용

측정항목 세부정보

식물, 곰팡이 및 박테리아의 흡습성 생물학적 물질은 지구 바이오매스1의 큰 부분을 차지합니다. 대사적으로 비활성이지만 이러한 물 반응성 물질은 환경과 물을 교환하고 움직임을 활성화하며2,3,4,5 기술적 용도에 영감을 주었습니다6,7. 화학적 조성의 다양성에도 불구하고 여러 생명체의 흡습성 생물학적 물질은 상대 습도에 따른 크기 및 강성의 변화를 포함하여 유사한 기계적 거동을 나타냅니다8,9,10,11,12,13. 여기에서 우리는 일반적인 토양 박테리아의 흡습성 포자14,15에 대한 원자력 현미경 측정을 보고하고 관찰된 평형, 비평형 및 물 반응 기계적 거동을 포착하는 이론을 개발하여 이것이 수화력16,17에 의해 제어된다는 사실을 발견했습니다. 18. 수화력에 기초한 우리의 이론은 물 수송의 극심한 감속을 설명하고 강한 비선형 탄성과 유리질 및 다공탄성 거동과 다른 기계적 특성의 전이를 성공적으로 예측합니다. 이러한 결과는 물이 생물학적 물질에 유동성을 부여할 뿐만 아니라 수화력을 통해 거시적 특성을 제어하고 특이한 특성을 갖는 '수화 고체'를 생성할 수 있음을 나타냅니다. 생물학적 물질의 상당 부분이 이 독특한 종류의 고체 물질에 속할 수 있습니다.

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그림의 소스 데이터. 1a, d–f, 3a, b, 4a–i 및 5b, c 및 데이터 확장 그림. 2, 4, 5가 종이에 포함되어 있습니다. 캔틸레버 편향(그림 1c–f), 포자 높이(그림 1a 및 3a, b), 힘-거리 곡선(그림 4b–f) 및 동적 강성 측정(그림 5c)에 대한 원시 데이터는 figshare에서 사용할 수 있습니다. (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.22189823)58.

데이터 처리, 곡선 피팅 및 플로팅에 사용되는 MATLAB 코드는 figshare(https://doi.org/10.6084/m9.figshare.22189823)58에서 사용할 수 있습니다.

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