师法自然,仿生技术是如何改变世界的?

编者按:本文编译自题为“BioConvergence: How nature-inspired technology is transforming our world”的文章。向自然学习”,这并非是句空话。本文介绍了科学家如何借鉴大自然,在材料科学,信息技术等领域实现创新。希望能为您带来启发。大自然经过45亿年的演变与发展,独创出一套生命法则。例如高大的红杉树,可以抵抗重力作用将水分营养,输送至100米高的树顶。大自然便是如此发展出许多著名的规律法则,生命遵循各自的自然法则,适应,繁衍。多年以来,研究人员持之以恒地通过研究大自然,以实现创新。比如一名瑞士科学家,有一次在阿尔卑斯山远足时,发现针尾草牢牢粘在他的衣物和宠物狗身上,后来他用了十年时间研究出了魔术贴,向世界证明:坚持向大自然探索,也可以有所收获。简单来说,生物融合就是对自然界的研究,以及将自然作用于现象应用于创新的实践。从技术的角度,它是仿生生物学,物理学和计算机技术......阅读全文

新将巨资研发仿生物水处理技术

  据新加坡媒体4日报道,新加坡将在未来三年内投入巨资研发仿生物肾脏功能的过滤膜技术,预计这种新的水处理技术可大幅降低水处理能耗。   据悉,研发工作由南洋理工大学下属的南洋环境与水源研究院负责,新加坡国立研究基金会、国家环境局、经济发展局等机构部门将在未来三年内为此提供1.32亿新元(约合1.0

仿生可排汗生物电极研究获进展

柔性电生理电极用于举重平衡训练以及投篮肌肉精准控制训练。胡川团队 供图受到皮肤排汗和自然界中水定向传输现象的启发,广东省科学院半导体研究所教授胡川团队在仿生可排汗生物电极研究方向取得重要进展。相关研究近日发表于《先进材料技术》(Advanced Materials Technologies)。可穿戴

化学所在仿生材料研究领域取得新进展

  仿生材料是指模仿自然界中各种生物体的特点或特性而开发的材料。对天然生物材料的结构、性能和生长机理的分析与复制,是当今材料科学研究的前沿课题。   在国家自然科学基金委、科技部、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的科研人员受贻贝和荷叶的启发,将海洋附着生物的

新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究获进展

  在国家重点基础研究发展计划“973”项目、国家自然科学基金项目和中科院“西部之光”人才培养计划项目的支持下,中国科学院兰州化学物理研究所润滑与防护材料研究发展中心胡丽天研究员带领的课题组在新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究方面取得了新进展。  高性能结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、

兰州化物所等在仿生润滑材料研究中获进展

  物体(液体和固体)的定向传输在能量传输、智能机器人、生物医学设备等领域有着重要应用。过去20年里,液体定向输运研究引起了科学家的广泛关注,并取得重要突破,然而,固体输运研究报道很少。与液体定向输运机制不同,限域受压条件下固体定向输运需要依靠强大的机械推动力来克服弹性变形接触过程中的摩擦力,而良好

青岛能源所在仿生储能材料方面取得系列进展

  开发高性能电极材料是储能电池研究的核心科学问题之一。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿生能源系统团队负责人、中科院“百人计划”入选者崔光磊研究员等在储能电池电极材料研究方面取得一系列重要进展。  一般来讲,储能电池(以锂离子电池为例)有3个主要的动力学过程:锂离子在电解液中的传输过程;锂

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

东华大学制备出仿生吸湿快干纺织材料

  东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士、丁彬研究员带领纳米纤维研究团队,在吸湿快干功能纺织品领域取得重要进展,相关成果近日发表于《美国化学学会—纳米》。  近年来,市场对具有单向导湿功能的吸湿快干纺织材料的需求日益增加。单向导湿面料能将汗液和水汽从身体输送到外部环境中,从而达到快速干燥效果,为人体提

具有壁虎脚剥离特性的仿生摩擦材料被开发

  设计在湿环境下具有可逆黏附和摩擦调控特性的智能材料,一直是仿生科学和材料工程领域的重大挑战。大自然中大部分生物能够在不改变界面物理化学相互作用的情况下仅仅依靠黏附器官的动态机械形变就能实现快速可逆黏附和脱附,最典型的一个案例就是壁虎。壁虎脚趾在运动中的机械形变会导致其表面微纳结构与基底接触的状态

化学所在仿生结构色材料研究中取得系列进展

  传统的显色技术通常利用色素来显色,然而色素具有化学性质不稳定、对环境不友好、容易褪色等缺点,导致其应用受到限制。相比于色素色,结构色是基于物质的周期性微纳结构(例如光栅、光子晶体等)对光的调控实现的,具有化学性质稳定、环保、高分辨率等优点,在显示、传感和防伪等方面具有广泛应用前景。特别是存在于自

高性能蛋白基海洋仿生材料研究获进展

  5月18日,中国海洋大学海洋生命学院海洋生物遗传与育种教育部重点实验室方宗熙萨斯研究中心刘伟治团队与中国科学院深圳先进技术研究院钟超团队/刘志远团队,在《自然-通讯》(Nature Communications)上,在线发表了题为Extensible and self-recoverable p

基于Wenzel和Cassie模型超疏水仿生材料表面

由于超疏水材料,特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性,测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础,而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度

生物体内脱氧核糖核苷有哪些种类?

生物体内有脱氧腺苷(deoxyadenosine)、脱氧鸟苷(deoxyguanosine)、脱氧胸苷(deoxythymidine)、脱氧胞苷(deoxycytidine)四种脱氧核糖核苷。

细胞化学基础脱氧核糖核酸生物功能

在基因组中,遗传信息存储在称为基因的DNA序列中,这个遗传信息的传递由互补的含氮碱基序列的存在得到保证。事实上,在转录过程中,遗传信息可以很容易地被转录到互补的RNA链中(mRNA)。mRNA通过翻译合成蛋白质。或者,细胞可以通过称为DNA复制的过程简单地复制遗传信息。基因组结构真核生物基因组DNA

概述脱氧核糖核酸DNA的生物功能

  在基因组中,遗传信息存储在称为基因的DNA序列中,这个遗传信息的传递由互补的含氮碱基序列的存在得到保证。事实上,在转录过程中,遗传信息可以很容易地被转录到互补的RNA链中(mRNA)。mRNA通过翻译合成蛋白质。或者,细胞可以通过称为DNA复制的过程简单地复制遗传信息。

《自然》称仿生学呼唤生物学家

   上世纪40年代末,瑞士工程师George de Mestral在清理狗毛上粘的毛刺后受到启发,发明了维可牢。50年后,热衷于观鸟的日本工程师Eiji Nakatsu设计出一种车头形似翠鸟鸟喙、符合空气动力学特征的高速列车。  过去10年间,对此类生物灵感和仿生学的兴趣陡然增加。生物灵感和仿生学

科研人员研发出新型仿生离子筛分材料

  自然界中,生物离子通道能够精准筛分离子。这激发了研究人员构筑仿生离子筛分材料的灵感。这些材料可以分离一种阳离子跟其他阳离子,也能够将一种阴离子跟其他阴离子分开,广泛应用于化工和环境领域。用于分离阳离子的材料一般传输阴离子慢,而用于分离阴离子的材料则传输阳离子慢。也就是说,这些材料往往会同时将阴离

天津大学成功研制仿生向日葵智能材料

在自然界中,大部分植物都会向光生长。作为向光性植物的典型代表,向日葵不仅可以感知阳光的方向并随之响应,而且可以自发不断地紧紧追踪阳光运动,表现出了一种自我调节的生物智能。近年来,如何设计和开发仿生向日葵的向光性智能材料成为世界各国材料科学家竞相关注的焦点。日前,天津大学教授封伟团队受自然界向日葵向光

中国科大研制仿生超弹性碳材料取得新进展

  近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队成功研制出一种兼具高度可压缩性和可拉伸性的超弹性全碳多孔材料——“碳弹簧”,可以在-100℃到350℃的极端温度环境中稳定地发挥作用。据悉,这种独特优势使其应用到外太空探测任务中成为可能。  该研究成果近日发表在材料领域知名期刊Advanced Materia

生物材料按材料来源分类

       *1、自体材料       *2、同种异体器官及组织;       *3、异体器官及组织;       *4、人工合成材料;       *5、天然材料

生物材料按材料功能分类

       *1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工气管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等;       *2、软组织相容性材料 如隐形眼睛片的高分子材料,人工晶状体、聚硅氧烷、聚氨基酸等,用于人  工皮肤、人工气管、人工食道、人工输尿管、软组织修补等领域;       *3、

师法自然,仿生技术是如何改变世界的?

编者按:本文编译自题为“BioConvergence: How nature-inspired technology is transforming our world”的文章。向自然学习”,这并非是句空话。本文介绍了科学家如何借鉴大自然,在材料科学,信息技术等领域实现创新。希望能为您带来启发。大自

细胞生物学词汇同型融合

中文名称同型融合英文名称homotypic fusion定  义来源于相同细胞器的小泡互相融合的现象。应用学科细胞生物学(一级学科),细胞生理(二级学科)

“生物融合”装置有助恢复瘫痪肢体功能

  英国剑桥大学研究人员开发出一种新型神经植入物。在对实验鼠进行的研究中,科学家使用该生物融合装置改善了其大脑和瘫痪肢体之间的连接。虽然在将其用于人类之前还需进行广泛的研究和测试,但对于截肢者、失去肢体或肢体功能的人来说,这是一个很有前途的进展。研究论文22日发表在《科学进展》杂志上。  该装置结合

生物细胞融合技术有什么应用

2.1 用于基因定位和绘制人类基因图谱  JP2 杂种细胞中某一染色体或其片段的存在与否与细胞的某一性状表达与否相联系,从而可以实现把基因定位于某一染色体或某一区段上。1967年Weise和Green发现在人和鼠的融合细胞中,人的染色体优先丢失,并证明利用这一特点有可能对人染色体上的基因进行定位。1

“生物融合”装置有助恢复瘫痪肢体功能

英国剑桥大学研究人员开发出一种新型神经植入物。在对实验鼠进行的研究中,科学家使用该生物融合装置改善了其大脑和瘫痪肢体之间的连接。虽然在将其用于人类之前还需进行广泛的研究和测试,但对于截肢者、失去肢体或肢体功能的人来说,这是一个很有前途的进展。研究论文22日发表在《科学进展》杂志上。 该装置结合了

电工材料创新与融合:《电工材料及应用》期刊正式创刊

  近日,由国网智能电网研究院有限公司和英国工程技术学会(IET)联合出版的《Electrical Materials and Applications》(中文译名:电工材料及应用)期刊在国际著名出版平台Wiley online library正式上线。  作为国网智研院主办的首本国际学术期刊,《电

中美高校合作建立仿生物理尖端研究室

  8月15日上午,国际仿生研讨会暨山东大学-弗吉尼亚理工大学国际联合实验室落成典礼在山东大学举行。这标志着中美高校间将联手研究仿生物理高端技术,并且SDU-VT联合实验室的建立将开创中美高校教育科研国际合作新模式。  据介绍,这一国际联合实验室将致力于对蝙蝠声纳系统基本物理现象的尖端研究

生物反应器和仿生的区别与联系

生物反应器、仿生都是模拟生物的功能或者结构。生物反应器主要是模拟其化学功能,仿生则多模拟生物结构和功能原理。生物反应器:生物反应器是利用生物体所具有的生物功能,在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,

细胞封装系统内高效氧气递送的生物仿生支架

  近日,美国康奈尔大学的科学家开发了嵌套在细胞封装系统的生物仿生支架,可解决细胞封装系统氧气输送困难的问题。相关研究成果在《Nature Communications》发表,题为:A bioinspired scaffold for rapid oxygenation of cell encaps