• 鄭州大學(xué)《Mater. Horiz.》:超高應(yīng)變生物基形狀記憶聚合物!

    鄭州大學(xué)《Mater. Horiz.》:超高應(yīng)變生物基形狀記憶聚合物!

    形狀記憶聚合物(SMP)被認(rèn)為是一種雙相體系,它由一個(gè)可逆相和一個(gè)固定相組成。在受到適當(dāng)外部刺激的作用下,SMP能夠?qū)崿F(xiàn)從永久形狀變?yōu)榕R時(shí)形狀的可逆轉(zhuǎn)變。近年來(lái),高應(yīng)變SMP的不斷研發(fā)證實(shí)了其在智能涂料、組織工程和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域中具有不錯(cuò)的潛力。但是,大多數(shù)經(jīng)過(guò)充分研究的可生物降解SMP都具有相當(dāng)?shù)偷臄嗔焉扉L(zhǎng)率(EAB,通常低于300%)和/或很低的可恢復(fù)性(50%)。這是因?yàn)樗鼈児逃械漠愘|(zhì)性會(huì)導(dǎo)致其機(jī)械性能較弱,使其在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。因此,探索大規(guī)模、低成本和高效率的方法來(lái)制備…

  • 每年廢棄100萬(wàn)噸,回收利用率不足10%!復(fù)合材料如何回收利用

    每年廢棄100萬(wàn)噸,回收利用率不足10%!復(fù)合材料如何回收利用

    波音787夢(mèng)幻客機(jī)、空客A350 XWB、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片、高爾夫球桿、滑雪板和曲棍球棒等,這些生活中我們熟悉和使用到的產(chǎn)品,其纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)復(fù)合材料重量占比超過(guò)50%。尤其是碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)復(fù)合材料,作為高性能類別的結(jié)構(gòu)材料,具有質(zhì)輕、耐疲勞、耐腐蝕、出色的強(qiáng)度和模量等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、汽車工業(yè)和體育用品等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球聚合物復(fù)合材料年產(chǎn)量超過(guò)500萬(wàn)噸,目前正經(jīng)歷約8%的年增長(zhǎng)率;與該行業(yè)的快速增長(zhǎng)相反,復(fù)合材料的回收利用現(xiàn)狀令人擔(dān)憂,每年廢棄物高達(dá)100…

  • 提出基于硅基彈性-基因激活生物活性材料的骨組織再生新策略

    提出基于硅基彈性-基因激活生物活性材料的骨組織再生新策略

    硅基生物活性醫(yī)用材料如生物活性玻璃、硅酸鹽陶瓷等是一類重要的生物醫(yī)用材料,具有優(yōu)越的骨整合能力、成骨誘導(dǎo)活性、創(chuàng)面修復(fù)活性和生物安全性,在骨組織再生與替代、軟組織創(chuàng)面修復(fù)、藥物基因遞送等方面具有重要的應(yīng)用潛力和價(jià)值。然而傳統(tǒng)硅基生物活性材料力學(xué)脆性大、彈性差、降解慢,大大限制了該類生物醫(yī)用材料的再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用范圍。開(kāi)發(fā)具有仿生彈性、可控生物降解、組織誘導(dǎo)活性的新型硅基生物活性材料對(duì)促進(jìn)組織修復(fù)與再生的效率具有重要的意義。 西安交通大學(xué)材料學(xué)科-生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科/生物診斷治療國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心…

  • 薅一把“頭發(fā)”發(fā)一篇頂刊!《自然·材料》:高強(qiáng)度形狀記憶高分子

    薅一把“頭發(fā)”發(fā)一篇頂刊!《自然·材料》:高強(qiáng)度形狀記憶高分子

    許多動(dòng)物的毛發(fā)——包括我們的頭發(fā)——是以角蛋白為基本單元構(gòu)成的。同許多蛋白質(zhì)一樣,角蛋白本身具有α-螺旋和β-折疊兩種二級(jí)結(jié)構(gòu),這其中α-螺旋屬于熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài),而β-折疊則是亞穩(wěn)態(tài)。因此在毛發(fā)中,角蛋白以α-螺旋的形式存在,多跟角蛋白互相卷繞、綁定成束,并依次形成原絲、原纖維、中間絲、微絲的層級(jí)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)之間通過(guò)二硫鍵交聯(lián),最終形成我們的毛發(fā)。 角蛋白這類同時(shí)具有α-螺旋和β-折疊,且兩者可以可逆轉(zhuǎn)變的蛋白質(zhì)有一個(gè)非常有趣的特性:它們是天然的形狀記憶高分子材料。形成α-螺旋和β-折疊的內(nèi)在驅(qū)…

  • “蒼蠅腿毛”啟發(fā)的粘合劑:低成本,可重復(fù)使用!

    “蒼蠅腿毛”啟發(fā)的粘合劑:低成本,可重復(fù)使用!

    人在光滑的地面上通常行走困難,但在自然界中,有很多昆蟲(chóng)可以在光滑表面上行走自如。它們的腿上有特殊的結(jié)構(gòu),稱為腳墊。先前的研究表明,昆蟲(chóng)腳墊由柔軟的毛發(fā)(剛毛)組成,其尖端具有特定的微結(jié)構(gòu),呈微片狀、盤狀或尖頭狀。腳墊會(huì)產(chǎn)生范德華力、庫(kù)侖力和吸引的毛細(xì)作用力,有助于昆蟲(chóng)粘附到基材表面。 研究發(fā)現(xiàn),昆蟲(chóng)腳墊分泌物中含有非揮發(fā)性脂類物質(zhì),其末梢與基質(zhì)之間的連接處充滿了可分泌的液體,從而產(chǎn)生了毛細(xì)作用力,使昆蟲(chóng)能夠附著在基質(zhì)上。 盡管當(dāng)前的研究對(duì)昆蟲(chóng)腳墊的形態(tài)和功能了解得較多,但對(duì)于昆蟲(chóng)的腳墊是如何形成…

  • 近紅外第二窗口生物發(fā)光探針用于活體高信噪比成像以及ATP介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移腫瘤追蹤

    近紅外第二窗口生物發(fā)光探針用于活體高信噪比成像以及ATP介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移腫瘤追蹤

    光學(xué)成像(Optical Imaging),由于其具有非侵入性、實(shí)時(shí)、快速反饋和高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)分析中起著至關(guān)重要的作用。然而,由于復(fù)雜生物器官和組織中的內(nèi)源性熒光團(tuán)(黑色素,彈性蛋白,膠原蛋白,角蛋白,卟啉和黃素等)在外部輻射激發(fā)下會(huì)產(chǎn)生自發(fā)熒光,這使得活體熒光成像背景信號(hào)升高,從而限制了成像的信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。因此,生物發(fā)光成像(Bioluminescence Imaging)由于其優(yōu)異的生物相容性以及不需要外部激發(fā)光的特點(diǎn)受到了極大關(guān)…

  • 清華大學(xué)徐弢團(tuán)隊(duì):以“體內(nèi)原位制造”助力腔道組織的修復(fù)再生

    清華大學(xué)徐弢團(tuán)隊(duì):以“體內(nèi)原位制造”助力腔道組織的修復(fù)再生

    人體內(nèi)腔道覆蓋消化道、呼吸道、生殖道、尿路等多個(gè)豐富系統(tǒng),由于病變、遺傳等原因,這些內(nèi)腔道組織可能出現(xiàn)損傷或者發(fā)育不全,需要進(jìn)行手術(shù)干預(yù),其中結(jié)合內(nèi)鏡技術(shù)的體內(nèi)原位修復(fù)是一種理想的治療方式,但一直缺乏有效手段。 比如,消化道中胃壁損傷是常見(jiàn)的消化道疾病,根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球約有12%的人患有不同程度的胃壁損傷。對(duì)于該疾病,現(xiàn)有的治療方案包括保守藥物治療、外科手術(shù)治療等,這些手段均存在一定局限性。原位生物打印技術(shù),是指將生物細(xì)胞直接遞送至損傷部位進(jìn)行組織修復(fù)的一項(xiàng)技術(shù),為治療該疾病提供了一種潛在的方…

  • 上海交大大一學(xué)子發(fā)表三篇國(guó)際會(huì)議論文

    上海交大大一學(xué)子發(fā)表三篇國(guó)際會(huì)議論文

    近日,電院2019級(jí)首屆人工智能班,九位大一學(xué)生所提交的三篇研究論文,被愛(ài)爾蘭機(jī)器視覺(jué)與圖像處理會(huì)議(IMVIP 2020)錄用,此會(huì)議是人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)性國(guó)際會(huì)議。被錄用的論文均由大一學(xué)子獨(dú)立撰寫! 讓有想法、有興趣、有余力的學(xué)生動(dòng)起來(lái) 三篇論文的指導(dǎo)教師盧策吾介紹,研究論文是他所主講的大一專業(yè)課《人工智能問(wèn)題求解與實(shí)踐》中增加的特別項(xiàng)目的衍生成果,其要求學(xué)生以三人為小組,圍繞人工智能領(lǐng)域中的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)展研究,并鼓勵(lì)支持學(xué)生將研究成果發(fā)表在相關(guān)的國(guó)際會(huì)議上。由于課程授課對(duì)象為一年級(jí)本科生,這個(gè)作…

  • 《Nature》:第一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)!科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)液-液轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)

    《Nature》:第一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)!科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)液-液轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)

    在大氣壓下,水在0℃時(shí)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),在100℃時(shí)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),這對(duì)于我們而言早已習(xí)以為常。相變發(fā)生在我們生活的方方面面,但目前來(lái)說(shuō),科學(xué)家們?nèi)匀粵](méi)有完全理解這些轉(zhuǎn)變是如何在微觀層面上發(fā)生的。 在眾多的相變例子中,那些涉及潛熱和密度不連續(xù)變化的相變被稱為一階相變。一階轉(zhuǎn)變?cè)诠虘B(tài)中非常常見(jiàn),例如包括從石墨到金剛石的轉(zhuǎn)變,以及硅中半導(dǎo)體到金屬的轉(zhuǎn)變。近年來(lái),科學(xué)家們提出,兩相都是液體的臨界點(diǎn)可以解釋水等物質(zhì)的奇特性質(zhì)。然而,過(guò)冷液體中的液-液轉(zhuǎn)變(LLT)往往與結(jié)晶同時(shí)發(fā)生,使得這兩種現(xiàn)象很難分離…

  • 浙江大學(xué)高超、許震團(tuán)隊(duì)《ACS Nano》:在剪切微印刷術(shù)研究方面再獲進(jìn)展

    浙江大學(xué)高超、許震團(tuán)隊(duì)《ACS Nano》:在剪切微印刷術(shù)研究方面再獲進(jìn)展

    設(shè)計(jì)各向異性的體系結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)豐富的特性和功能以模擬人造材料中生物學(xué)的進(jìn)化多樣性。液晶(LC)同時(shí)兼具晶體的結(jié)構(gòu)有序性及流體的可加工性特征,使得可調(diào)控取向有序的液晶雜化(LCH)水凝膠成為了重要的柔軟材料。通過(guò)將取向的LC納米粒子添加到各向同性的聚合物基體中,可以將所得的LCH水凝膠轉(zhuǎn)化為具有LC位置序的各向異性彈性體。微觀各向異性結(jié)構(gòu)的引入為材料提供了宏觀的各向異性性能,從而實(shí)現(xiàn)“編程”水凝膠,使之能夠滿足復(fù)雜的機(jī)械要求并實(shí)現(xiàn)特定功能。由于LCH水凝膠在多個(gè)方面的可調(diào)控性能,已展現(xiàn)出各種應(yīng)用,包…

  • 《自然·通訊》:形貌可定制的光控?zé)o繩柔性機(jī)器人

    《自然·通訊》:形貌可定制的光控?zé)o繩柔性機(jī)器人

    石墨烯具有極其出色的力學(xué)性能,受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。例如,石墨烯在拉伸載荷下,理論模量和理論強(qiáng)度分別可達(dá)1 TPa和130 GPa。然而,它在壓縮載荷下的力學(xué)性能卻鮮有提及和關(guān)注。這也許是因?yàn)槿藗兌寄J(rèn)它和大多數(shù)材料一樣,在拉-壓載荷下的力學(xué)性能是對(duì)稱的吧。事實(shí)真的是這樣嗎? 近日,香港理工大學(xué)姚海民課題組和中科院寧波材料所陳濤課題組合作,發(fā)現(xiàn)了石墨烯堆疊聚集體(stacked graphene assembly ,簡(jiǎn)稱SGA)在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能并不對(duì)稱。他們進(jìn)而巧妙地利用了該特…

  • 自推進(jìn)Janus顆粒在大規(guī)模出血性穿孔和不規(guī)則傷口中的止血效果

    自推進(jìn)Janus顆粒在大規(guī)模出血性穿孔和不規(guī)則傷口中的止血效果

    穿孔和不規(guī)則出血是指在復(fù)雜的和隱蔽的出血部位深處,具有外部和內(nèi)部不規(guī)則傷口形狀的傷口出血,對(duì)其實(shí)現(xiàn)的快速,安全控制,這對(duì)于降低院前治療和手術(shù)過(guò)程中的死亡風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要?,F(xiàn)有的商業(yè)止血藥,凝血作用僅發(fā)生在淺表傷口上,無(wú)法進(jìn)入深部出血部位促進(jìn)止血,因此無(wú)法有效控制穿孔和不規(guī)則出血。在穿孔和不規(guī)則出血的治療中,止血?jiǎng)┍仨氃谄鋬?nèi)部的出血部位發(fā)揮其使血液凝結(jié)的能力。 為解決這一難題,西南大學(xué)的代方銀教授和藍(lán)廣芊副教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)在負(fù)改性微孔淀粉(MSS)上單軸生長(zhǎng)花狀碳酸鈣晶體(CaCO3),制備了雙相Janu…

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