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新发现!仿生水凝胶能真正的“动”了

高分子水凝胶驱动材料是近年来发展起来的一类具有与生物组织相似的“软、湿态”特性的智能高分子材料,它们能够像生物体一样“感知”各种外部刺激,从而发生可逆形变,因而在仿生驱动器、软质机器人等领域具有巨大的应用潜能。但通常受限于材料自身的成分及结构,这些智能水凝胶驱动材料通常存在难以实现三维复杂形变、难以脱离水环境进行驱动、功能较为单一等问题,限制了其进一步应用。针对现存的问题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队研究员陈涛和张佳玮通过构筑系列的非对称性高分子水凝胶及其复合材料体系,实现了其在智能水凝胶驱动器的多功能应用。图1 (A)含羞草在空气中响应及其响应机理,(B)具有水分子内循环系统的双层水凝胶,双层水凝胶在(C)水、(D)油、(E)空气中的响应功能 通过模仿自然界中生物体的各向异性结构,采用紫外光原位法,他们将氧化石墨烯-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(GO-PNIPAM)复合水凝胶中的氧化石墨烯局部还原,从......阅读全文

高光辉团队:在乳液粒子增韧水凝胶方面取得进展

  皮肤是人体最大的体表感官器官,具有保护、排泄、调节体温和感受外界刺激等作用。随着科学技术的进步,模仿人类皮肤感知功能(如温度,湿度,压力等)的仿生电子设备陆续出现,并已在人机界面,软体机器人,可穿戴传感器等领域实现应用。近年来,离子导电水凝胶,由于其柔软,可拉伸,在结构和机械特性方面类似于生物组

研究发现水凝胶可编程化智能变形领域新进展

  自然界中种类繁多的动植物不仅有着纷繁多变的形态,而且能根据外界环境的变化而改变自身的形态。水凝胶由于其软、湿特性,长期以来被认为是智能仿生的理想材料之一,并被用于软体机器人、组织工程及药物递送等诸多领域。目前,水凝胶驱动器实现智能变形的方式主要有形状记忆与驱动两种,形状记忆水凝胶需在外力的作用下

山西大学最新文章;新型超分辨率荧光成像

  来自山西大学激光光谱研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室的研究人员将荧光探针分子ALEXA647标记在仿生水凝胶的聚合物链上, 利用全内反射荧光显微镜进行荧光成像, 并采用超分辨率光学波动成像的方法(SOFI)对仿生水凝胶的荧光成像进行超分辨率成像分析。 通过SOFI成像及反卷积处理获得

可以发光的“变形金刚”,了解一下

  生活中,我们喜于食用口感优异的果冻、龟苓膏等零嘴,倾向于佩戴更为便捷的隐形眼镜,使用效果更加明显的凝胶敷料。其实,这些吃的、用的材料都是由水凝胶构成的。图1 生活中常见的水凝胶制品:A 果冻,B 龟苓膏,C 隐形眼镜,D 水凝胶敷料。(图片来自网络)  什么是水凝胶?  顾名思义,水凝胶是由水和

仿生各向异性水凝胶构建及其驱动器应用研究取得进展

  高分子水凝胶驱动器是一类能够对外界刺激(光、热、化学、电等)产生可逆形变或者体积改变的新型智能材料。作为一类与生物组织相似的“软、湿”态材料,水凝胶驱动器在软体机器人、人工肌肉、人造阀门等领域存在巨大的潜在应用价值。  为此,中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队研究员陈涛和张佳玮

兰州化物所仿生关节软骨材料研究取得系列进展

  人体滑膜关节能够在极高的赫兹接触压力(3-18 MPa)下呈现出较低的摩擦系数(0.001-0.03)。无论是静止还是运动状态,关节界面始终都能够保持超低的摩擦系数,支撑人体正常运动过程。研究表明,包覆在骨关节表面的重要软组织——关节软骨在减小骨与骨之间的摩擦以及缓冲运动时产生的震动等方向起着至

宁波材料所在仿生功能高分子材料方面取得新进展

  关节疾病与组织损伤是威胁人类健康的顽固性疾病之一,发病率高而且难以治愈。采用人工材料实现组织缺损的填充、置换、再生,是当今世界多学科交叉的前沿课题,具有非常广泛的应用前景,但也面临着巨大的挑战。人工材料的设计与合成、结构操控、生物活性与生物功能的实现与调控等是成功地构建

中科大马明明《Nat. Nanotech.》评述:智能驱动!

  对于大自然界,人类一直是充满敬畏之情!通过对大自然的深入了解和学习,极大的促进了人类的发展。例如仿生学就是模仿自然界的动植物的一些特有现象,来设计合成特种材料和器件。其实,在自然界一直存在这样一些现象:植物向阳而生,并最大限度地获取能量,这种现象被称为向光性;而有些动物和微生物为了捕食和觅食而靠

中科大马明明《Nat. Nanotech.》评述:智能驱动!

  对于大自然界,人类一直是充满敬畏之情!通过对大自然的深入了解和学习,极大的促进了人类的发展。例如仿生学就是模仿自然界的动植物的一些特有现象,来设计合成特种材料和器件。其实,在自然界一直存在这样一些现象:植物向阳而生,并最大限度地获取能量,这种现象被称为向光性;而有些动物和微生物为了捕食和觅食而靠

当智能遇上荧光高分子水凝胶,能碰撞出哪些火花?

  智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料,由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子,在合适的外界刺激作用下,易与周围的水溶液发生物质交换,诱导水凝胶的溶胀或去溶胀,同时伴随着发光颜色或强度的显著变化,因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子

宁波材料所在智能荧光高分子水凝胶的材料构建获进展

  智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料,由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子,在合适的外界刺激作用下,易与周围的水溶液发生物质交换,诱导水凝胶的溶胀或去溶胀,同时伴随着发光颜色或强度的显著变化,因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子

兰州化物所等制备出强收缩高能量密度水凝胶材料

  环境响应型水凝胶,又称“刺激响应”或“智能”水凝胶,因其高的含水量、弹性、渗透性、外界刺激响应性和大的变形等优点,被广泛应用于生物医学、软体机器人等领域。目前,大多数智能水凝胶的响应变形均凭借凝胶体内和体外渗透压的变化。然而,在这种渗透驱动机制下,凝胶材料的驱动力和响应速度间相互矛盾,如图1所示

Angew. 宁波材料所在高分子水凝胶驱动器方面取得新进展

  在亿万年的自然演化中,一些生物体逐渐发展出体色、形态等随环境变化的能力。其中,最典型的例子就是变色龙:它能够根据外部环境或情绪心理的变化来快速改变肤色,以达到伪装或交流的目的。研究表明,变色龙的皮肤具有特殊的多层色素细胞构造,环境或情绪的变化会诱导皮肤肌肉运动,改变皮肤多层色素细胞的分布,进而实

-28℃下放1.5小时不结冰!仿生抗结冰水凝胶

  在输电设备、飞行器、船舶以及道路等物体表面不希望的结冰会造成严重的经济、能源、安全问题和环境危害。冰的形成过程复杂多样,从成核到随后的传播到最后的粘附,最终形成不同的冰晶,这给面对不同结冰情况设计不同的抗结冰材料带来了很大的困难。为了解决这些问题,研究人员发展了多样的抗结冰策略,但是这些抗结冰策

化学所强韧水凝胶材料研究获进展

  水凝胶类似于生物软组织,具有独特的微环境(高含水量和通透性)和自适应的特点,在药物缓释、伤口敷料、组织工程及柔性电子器件等领域展现出应用潜力。然而,传统水凝胶的力学性能和抗溶胀能力通常较差,导致其实际应用受限。  在国家自然科学基金委和中国科学院的支持下,化学研究所高分子物理与化学实验室邱东研究

青岛能源所在高性能新型聚氨酯树脂研究中取得进展

  聚氨酯是由多元醇和多异氰酸酯反应制得的一类主链上带有重复-NHCOO-基团的聚合物的总称,因其性能优异、调控范围广而广泛应用于轻工、纺织、医用、建筑等各个领域。目前,中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物基材料重点实验室研究员万晓波带领的生物基及仿生高分子团队在聚氨酯材料研究中取得新进展,成功开

新型3D打印水凝胶可实现复杂而精确的仿生可控变形

  含羞草在触碰下的收缩、松果在湿度下的开合以及毛膏菜在激素刺激下的叶片卷曲等,是自然界生物在外部刺激下的既有趣又与其功能息息相关的驱动变形行为。为探索与之相关的仿生变形行为,研究人员发展了多种刺激-响应性材料以及相应器件的构筑方法。近年来,水凝胶以其优异的柔弹性、吸水性,以及响应性单体的兼容性等优

研究人员研发出仿生层状关节软骨润滑材料

  天然软骨是一种兼备固-液双相特征、具有典型层状结构特征和特殊应力耗散机制的湿滑材料。目前,从工程应用角度来说,寻找类似于天然软骨的新型润滑材料具有挑战性。其中,表面接枝聚合物刷和水凝胶材料引发关注。但传统表面引发聚合方法制备的聚合物刷层较薄,在宏观粗糙接触尺度下易被剪切磨掉,这限制了其在工程领域

新义教授团队在Nature子刊发表GBM术后免疫治疗新策略

  山东大学姜新义教授团队在Nature子刊发表GBM术后免疫治疗新策略  近日,山东大学药学院姜新义教授团队报道了一种可注射的仿生纳米免疫调节剂-水凝胶超结构递药系统,并成功应用于IDH1突变型恶性脑胶质瘤的术后免疫治疗。该水凝胶系统一方面可增加T细胞的激活和脑内招募;另一方面可调控氨基酸代谢消除

大连化物所发表类器官和器官芯片相关研究进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华及其团队在《先进材料》(Advanced Materials)上发表题为《水凝胶介导的类器官和器官芯片研究》(Advances in Hydrogels in Organoids and Organs-on-a-Chip)的进展报告。  类器官和器官

科学家发表类器官和器官芯片相关研究进展报告

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华及其团队在《先进材料》(Advanced Materials)上发表题为《水凝胶介导的类器官和器官芯片研究》(Advances in Hydrogels in Organoids and Organs-on-a-Chip)的进展报告。  类器官和器官

大连化物所发表类器官和器官芯片相关研究进展报告

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华及其团队在《先进材料》(Advanced Materials)上发表题为《水凝胶介导的类器官和器官芯片研究》(Advances in Hydrogels in Organoids and Organs-on-a-Chip)的进展报告。  类器官和器官

藕断丝连”!科学家制出新型仿生手术缝线

  记者1月14日从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士团队基于“藕断丝连”这一自然现象,深入探究了莲丝纤维的微观结构与力学性能,并受此启发研制出了一种可用于手术缝线的仿莲丝细菌纤维素水凝胶纤维。相关研究成果1月5日发表在《纳米通信》上。  研究人员将细菌纤维素(BC)水凝胶加工成具有仿莲丝微米螺旋

新型柔性电路室温下可自愈 被切断后一分钟即可恢复通电

a)在被切成两半后,导电超级凝胶不但能够自我修复,还能承受住被镊子从一侧夹起来时自身的重量。b)凝胶电路能够自行修复因反复折叠产生的裂痕。c)一个自我修复电路点亮了LED灯,在被弯曲、切断和折叠后都能实现自我修复。  经得起弯曲,耐得住折叠,被彻底剪断后也能自行修复,且功能完好如

3D细胞培养工具给细胞“回家”的感觉

  研究复杂的细胞和组织,及其信号传导与调控可不是件容易事。而模拟细胞或组织环境,建立最接近体内天然条件的实验系统同样困难。这就是3D细胞培养所面临的挑战,3D培养系统旨在更好的模拟细胞的体内生长环境,为其创造更天然的家。近来越来越多的证据表明,3D细胞培养系统比传统2

《麻省理工科技评论》35位中国科技青年入选英雄榜!

  《麻省理工科技评论》于 2016 年正式落地中国,次年,“35 岁以下科技创新 35 人” (Innovators Under 35)中国榜单正式发布!四年成长、四届榜单,我们持续关注和发掘中国科技发展中不断崛起的新兴力量。从实验室里最新的技术研发成果,到各前沿领域的科技创业者们所取得的里程碑式

南方科大蒋伟团队利用瞬态水凝胶实现分子耗散自组装

  在国家自然科学基金项目(批准号:21772083, 21822104)的资助下,南方科技大学蒋伟教授团队在超分子耗散自组装材料领域取得了重要进展。相关研究成果以“Shear-induced Assembly of A Transient yet Highly Stretchable Hydrog

多聚准轮烷基高拉伸性瞬态水凝胶的剪切诱导组装

  在国家自然科学基金项目(批准号:21772083, 21822104)的资助下,南方科技大学蒋伟课题组在超分子耗散自组装材料领域取得了重要进展。相关研究成果以“Shear-induced Assembly of A Transient yet Highly Stretchable Hydroge

苏州纳米所非层状结构二维单晶纳米片的研究取得进展

  单晶超薄膜是拥有宏观横向尺寸和纳米级甚至原子级厚度的二维单晶材料,由于其在厚度维度上的尺寸远远小于另外两个维度,造成了该类材料的电子能级和态密度与体相材料相比会发生显著变化,从而表现出独特的物理和化学性质。对单晶超薄膜物性的深入研究及其应用的开发探索依赖于发展可控的、高质量的各种类单晶超薄膜的制

关注肿瘤免疫/个性化医疗珀金埃尔默转化医学年会召开

  分析测试百科网讯 2018年9月19日,肿瘤免疫与个性化医疗暨第二届生化工程国家重点实验室——珀金埃尔默转化医学年会在北京召开。本次会议有逾两百位业内学者参与,邀请了国内外专家学者解读肿瘤免疫与个性化医疗领域的热点难点问题,并邀请与会人员参观了生化工程国家重点实验室-珀金埃尔默转化医学工程共建实