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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Synthetic Catch Bonds

Descripción del proyecto

Un estudio podría arrojar luz sobre cómo los enlaces de captura mejoran las propiedades mecánicas de los materiales

Un enlace de captura es un tipo de enlace no covalente cuya vida de disociación aumenta a medida que lo hace la fuerza de tracción que se aplica sobre él. Hasta la fecha, no hay muchos estudios sistemáticos sobre cómo los métodos de diseño químico afectan a la mecánica de los enlaces de captura individuales o cómo su acción colectiva mejora las propiedades mecánicas del material. El equipo del proyecto CATCH, financiado con fondos europeos, pretende abordar estos retos estudiando por primera vez el comportamiento de los enlaces de captura sintéticos. En el proyecto se analizará de forma sistemática cómo la acción concertada de un gran número de enlaces de captura dentro de un material consigue mejorar las propiedades del material. Comprender el funcionamiento de los enlaces de captura podría ser beneficioso para la comunicación mecánica entre las células en la ingeniería de tejidos.

Objetivo

All primary chemical bonds, covalent and supramolecular, weaken under tension. This imposes fundamental limits on the mechanical stability of molecules and their materials. Nature has evolved to secondary bonds that break through these limits and strengthen under tension. These so-called catch bonds, which know no synthetic equivalent to date, are used in Nature as a rule, rather than exception, in scenarios where supramolecular bonds are exposed to large stresses. This change in the fundamental mechanical nature of bonds has a profound effect on the mechanics of the materials in which they are integrated. Yet, to date, there have been no systematic studies that establish how the mechanics of individual catch bonds is programmed by their chemical design or how their collective action results in enhanced mechanics of their materials. As a result, our understanding of the ubiquitous use of catch bonds in Nature is incomplete nor do we have clear guides how their potential can be harnessed in creating bio-mimetic soft materials with programmable mechanics. Project CATCH tackles these challenges by bringing catch bonds to the synthetic domain for the first time. Their de-novo creation gives unprecedented control to establish the design rules for the mechano-activity of single bonds. Moreover, CATCH will systematically explore how the concerted action of many catch bonds within a material lead to material properties that cannot be accessed by any other means, such as the adaptive reduction of strain localisation and the filtering of mechanical signals, which is of crucial importance for mechanical communication between cells in tissue engineering. Through a multidisciplinary approach that builds on my expertise in synthetic and materials chemistry, single-molecule experiments, and multiscale mechanical experiments and modelling, this project will decipher and harness one of Nature’s most ubiquitous, but poorly understood, mechanical design strategies.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-COG

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Institución de acogida

WAGENINGEN UNIVERSITY
Aportación neta de la UEn
€ 1 995 060,00
Dirección
DROEVENDAALSESTEEG 4
6708 PB Wageningen
Países Bajos
Región
Oost-Nederland Gelderland Veluwe
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 995 060,00

Beneficiarios (1)