CryoEM reveals the complex self-assembly of a chemically driven disulfide hydrogel
Notice bibliographique
Résumé
Inspired by the adaptability of biological materials, a variety of synthetic, chemically driven self-assembly processes have been developed that result in the transient formation of supramolecular structures. These structures form through two simultaneous reactions, forward and backward, which generate and consume a molecule that undergoes self-assembly. The dynamics of these assembly processes have been shown to differ from conventional thermodynamically stable molecular assemblies. However, the evolution of nanoscale morphologies in chemically driven self-assembly and how they compare to conventional assemblies has not been resolved. Here, we use a chemically driven redox system to separately carry out the forward and backward reactions. We analyze the forward and backward reactions both sequentially and synchronously with time-resolved cryogenic transmission electron microscopy (cryoEM). Quantitative image analysis shows that the synchronous process is more complex and heterogeneous than the sequential process. Our key finding is that a thermodynamically unstable stacked nanorod phase, briefly observed in the backward reaction, is sustained for ∼6 hours in the synchronous process. Kinetic Monte Carlo modeling show that the synchronous process is driven by multiple cycles of assembly and disassembly. The collective data suggest that chemically driven self-assembly can create sustained morphologies not seen in thermodynamically stable assemblies by kinetically stabilizing transient intermediates. This finding provides plausible design principles to develop and optimize supramolecular materials with novel properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».