清华大学1月19日对外发布消息,该校化工系谢续明课题组在超强、高拉伸水凝胶材料研究上获重要进展,最近和香港城市大学合作使用该凝胶作为固态电解质制备了可自修复、高拉伸的柔性超级电容器。 高分子水凝胶材料在医疗卫生、生物医用、药物缓释、柔性传感等领域有着重要应用。但通常化学合成的水凝胶由于网络的不均一性,其力学性能和尤其强度一般很弱,制约了其实际应用。谢续明课题组经过多年的思考和实践,提出了一种借助纳米材料制备高强水凝胶的新方法:以纳米刷作为凝胶因子,一步法简洁地构筑了具有多层级交联点的单网络纳米复合物理水凝胶。由于在拉伸作用下凝胶中不同层级交联键可以通过逐次破坏耗散能量,之后可逆物理键的再结合会导致网络均化,使其拉伸强度为通常化学交联水凝胶的数十至百倍,拉伸高达40倍,且切断后可以在自然状态下接触修复。 新制备的柔性超级电容器可以拉伸6倍,卸载后完全回复;且切断后重新对接可以完全自修复,性能得以完整保持。该柔性器件作为电......阅读全文
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
自愈壳聚糖基水凝胶(上:中间打出的孔洞在2小时后自愈)与无自愈的明胶(下)对比实验。 磁性壳聚糖基自愈性水凝胶挤过狭窄通道,证明了其自愈性与磁性的协同作用。 在11月举办的“2012生命科学论坛”上,来自清华大学化学系教授危岩课题组的副教授陶磊的汇报吸引了参会医生们的目光:以
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
生物医用材料是21世纪新材料产业发展的主要方向之一,是现代临床医学的重要物质基础。可注射温度感应智能生物材料体系给传统医学带来革新,具备微创植入、智能给药等优势;临床使用便捷、治疗更有效,经济和社会效益显著。在863计划“再生医学前沿技术与应用研究”重点项目的支持下,我国科学家对引导组织再生的新
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
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
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
由于化石资源的过度开发和人们对环境问题的日益关注,利用可再生的生物基材料替代传统的石油基材料已引起重视。纤维素作为世界上储量丰富的天然高分子化合物,具有可再生、环境友好、生物相容和可生物降解等优点,在纸基材料、食品药品、纺织化工、光电器件开发等领域有着广泛的应用。随着纳米技术在木质纤维精炼领域的
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
近日,中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔球带领的代谢物组学研究组和天津科技大学的相关科研人员合作,以水溶性广谱抗生素——盐酸四环素为模型药物,基于前期对CNF和聚多巴胺(PDA)复合材料对改善药物缓释和促进伤口修复的研究,构筑了一种新型的CNF基载药包封结构,该研究成果可
近日,记者从天津大学获悉,一种具有高强度、稳定性以及热塑性和可自修复的新型超分子聚合物水凝胶被成功制备出来,其强度达到人体软骨的4倍,在水含量高达70%—80%的情况下,拉伸和压缩强度都能达到兆帕级别,并具有抗撕裂性,在酸性、碱性环境下均能保持非常良好的稳定性,有望用作软湿结构生物材料替代物。
据物理学家组织网9月6日报道,由美国哈佛大学的力学、材料科学以及组织工程学科学家组成的研究团队开发出了一种新型水凝胶材料。这种材料不但延展性和强度极佳,还具有良好的生物相容性和一定的自我修复功能,有望在人工软骨、人工肌肉以及柔性机器人制造等领域获得应用。相关论文发表在9月6日出版的《自然》杂志上
莱斯大学的化学家和生物工程学家Jeffrey Hartgerink对此深有体会,他们实验室早先开发的用于输送生物活性小分子、细胞和蛋白药物以促进细胞和血液生长的水凝胶,没成想,直到最近才发现水凝胶材料本身就有显著的治疗作用。 《Biomaterials》期刊报道,这种特殊的水凝胶生物材料由一个
1. Nature Photonics:光学镊子声子激光器 声子激光器是普遍存在的光学激光器的类似物,并且其已经在各种环境中实现。然而,对于介观悬浮光机械系统还没有相关报道,并且这些系统正在成为量子力学和重力的基本测试的重要平台,以及发展为机械运动耦合到电子自旋和电荷的传感模式。受到Arthu
CRISPR-Cas系统已成为科学家们在不断增加的有机体中研究基因的首选工具,并且正被用于开发潜在地校正基因组中单个核苷酸位点上的缺陷的新型基因疗法。它也被用于正在进行的诊断方法中,用于检测患者体内的病原体和致病突变。 如今,在一项新的研究中,来自美国哈佛大学威斯生物启发工程研究所和麻省理工学
当我们的皮肤或肌肉上有小伤口时,它们通常可以自行愈合。但是更深层的伤口,如糖尿病患者或在心脏病发作后的肌肉组织中,修复就变得困难了。此类问题通常需要更复杂的治疗,如果愈合不完全的话,最终可能需要截肢或移植。 虽然器官移植可以挽救生命,但是可供移植的器官却很短缺。因此,我们需要替代方法。 生物
生物陶瓷在软组织组织工程和再生医学领域有巨大的发展潜力。图片来源:百度图片 生物陶瓷可以是硬邦邦的陶瓷牙冠,也可以成为融入机体的“活”的材料。 不久前,中科院上海硅酸盐研究所研究员常江在国际学术期刊Materials Today发表综述文章,总结了近年来生物陶瓷的研发进展。他表示生物陶瓷不仅能用
关节软骨缺损由于缺乏自愈性目前仍没有有效的治疗方法。传统疗法如骨髓刺激技术和关节置换术在减轻疼痛方面是有效的,但它们不能再生成具有正常形态和功能的健康透明软骨。另外,由于这些治疗方法无法逆转软骨损伤,损伤部位可能会恶化并需要进行二次手术,严重者将导致关节功能障碍和永久性残疾。如今,软骨组织工程已
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
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
仿生,是以经过亿万年进化形成的生物体为极限目标, 在不同层次和水平上进行创造的一门技术。 仿生材料是从分子水平上模拟天然物质的结构特点和生物功能,进而开发出类似甚至超越原天然物质功能的新型材料。随着当前医学水平和人们生活质量的不断提高,为一些患者提供安全、有效的用于组织替换和移植的仿生
生物材料的发展综合体现了材料学、生物学、医学等多个领域科学与工程技术的水平。同时,生物再生材料产业作为材料科学、生物技术、临床医学的前沿和重点发展领域,以及整个生物医学工程的基础,已发展为整个经济体系中最具活力的产业之一。 一、定义与分类 生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复、替换人体组织
形状记忆高分子材料是指具有保持临时变形形状的能力,当受到外界刺激后,可以恢复到初始形状,从而表现出对初始形状具有记忆功能的一类智能高分子材料。与形状记忆合金和形状记忆陶瓷相比,形状记忆高分子材料具有密度低、可恢复形变量大、易加工成型、形变温度可调等诸多优点,因而这类材料在柔性电子、生物医药、航空
《血液透析及相关治疗用水》等90项医疗器械行业标准已经审定通过,现予以公布。其中,强制性医疗器械行业标准自2017年1月1日起实施,推荐性医疗器械行业标准自2016年1月1日起实施。 特此公告。 食品药品监管总局 一、强制性行业标准(共14项) (一)YY 0572-201
图片来源:Texas A&M University 弹片穿透性损伤是战场上需要克服的重要障碍,处理不好就会造成死亡。考虑到大出血带来的高死亡率,目前急需可以自行快速注射的材料来防止大量出血造成的死亡。 来自美国得州农业大学仿生纳米材料和组织工程实验室的研究人员通过使用一种制备点心常用
外周神经组织可以将生物电信号从大脑传递到身体其他部位。而外周神经的损伤通常会导致慢性疼痛、神经紊乱、瘫痪或残疾。现在,研究人员已经开发出一种可拉伸的导电水凝胶,或许未来可以用于修复这些类型神经的损伤。近日,南京大学教授沈群东及其合作者在《美国化学会·纳米》杂志(ACS Nano)发表了这项研究结
干细胞治疗被许多人视为下一次医疗革命,不过这种疗法目前还存在一些技术问题。举例来说,干细胞移植之后存活率较低,干细胞分化在体内难以实现精确控制。著名材料科学家,哈佛大学Wyss研究所的David Mooney教授最近解决了这个问题。 Mooney教授及其同事将干细胞植入多孔的可移植水凝胶,显著
1月18日,记者从中科院宁波材料所获悉,该所智能高分子科研团队在一项新研究中,将超分子作用引入形状记忆高分子材料,制备了基于超分子作用的形状记忆高分子材料。相关研究成果已发表于《化学通讯》,并被选为当期的内封面文章。 形状记忆高分子材料是指具有保持临时变形形状的能力,当受到外界刺激后,可以恢复
从孩子发烧时用的退热贴,到牙齿修补时更坚固美观的锆齿,再到让电力传送得更远的高温超导……新材料,正在改变我们的生活。 在国家大力支持下,新材料行业取得了长足发展。近日,在“2016中国·南京新材料资本技术峰会”上,数百家国内新材料企业向人们展示了中国新材料行业的勃勃生机和无限潜力。如果说供给
尽管安全性一度遭到质疑,但基因编辑技术发展势头不可阻挡。 基因测试新技术 新概念造影剂“纳米MRI灯” 巴西转基因大豆 记录DNA数据 具隐身效果的膜材料(模拟效果图) 耐水性超薄太阳能电池 美 国 基因编辑技术火热 干细胞研究获突破 美科学家开展了该国首个对人类胚胎的基因编辑