Description du projet
Une étude pourrait faire la lumière sur la façon dont les liaisons d’accrochage améliorent les propriétés mécaniques des matériaux
Une liaison d’accrochage est un type de liaison non covalente dont la durée de dissociation augmente à mesure que la force de traction appliquée à la liaison augmente. À ce jour, les études systématiques sur la façon dont les approches de conception chimique affectent la mécanique des liaisons d’accrochage individuelles ou sur la façon dont leur action collective améliore les propriétés mécaniques des matériaux, sont rares. Le projet CATCH, financé par l’UE, prévoit de relever ces défis en étudiant pour la première fois le comportement des liaisons d’accrochage synthétiques. Le projet explorera systématiquement comment l’action concertée d’un grand nombre de liaisons d’accrochage au sein d’un matériau permet d’améliorer les propriétés de ce dernier. La compréhension du fonctionnement des liaison d’accrochage pourrait favoriser la communication mécanique entre les cellules dans l’ingénierie tissulaire.
Objectif
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.
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-COG
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ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
6708 PB Wageningen
Pays-Bas