分子马达使非仿射半柔性聚合物网络变硬

由肌球蛋白马达蛋白重构的丝状肌动蛋白网络形成活性凝胶，其中马达蛋白产生的力驱动网络远离平衡态。这种马达活性也会强烈影响网络弹性；实验表明，在含有分子马达的体外网络中会出现显著的硬化现象。在这里，我们研究了马达产生的力对模拟的无热刚性细丝二维网络力学性能的影响。我们展示了异质的内部马达应力如何导致由细丝弯曲模式主导的网络发生硬化。马达被建模为引起类似肌肉收缩的力偶极子。这些收缩“拉出”了系统中的柔性弯曲模式，从而诱导系统交叉到更硬的拉伸主导区域。通过这种机制，即使组成网络的细丝本身是纯线性的，马达也能导致非线性网络响应。这些结果对活细胞的力学性能具有启示意义，并为设计具有可调机械性能的活性仿生材料提供了新的设计原则。