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

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

宁波材料所等研发螺旋桨仿生蒙皮材料-助力超大型油轮节能增效

  近日,首艘安装仿生蒙皮螺旋桨的30万吨级超大型油轮(VLCC)靠泊在泉州港码头,完成了3个航次的原油运输任务。该仿生蒙皮材料由中国科学院宁波材料技术与工程研究所等研发。  此次航行时长近200天,里程逾3.5万海里,航线往返于中国沿海和中东各大港口。该船用仿生柔性减阻材料在实船应用前取得中国船级

第411次香山科学会议研讨“仿生材料与器件”

         以“仿生材料与器件”为主题的第411次香山科学会议国际学术讨论会,10月17日~10月19日在北京举行。中科院化学所江雷研究员、中国科技大学俞书宏教授、密歇根大学Nicholas A. Kotov教授、哈佛大学Joanna Aizenberg教授担任会议执行主席。  仿生科学是研究

我国科学家研制“龙虾壳”新型仿生材料性能卓越

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/476807.shtm 记者从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士团队首次提出了非连续布利冈结构的设想,并发展了一种程序化组装纳米纤维的方法,成功地创制出一种新型的轻质高强仿生非连续布利冈结构纳米复合材

螳螂虾、寄居蟹?高强高韧仿生复合材料制备

  记者从中国科学技术大学获悉,该校中科院材料力学行为与设计重点实验室骆天治教授团队与武汉大学王正直副教授、张作启教授合作,研究了具有防御功能的螳螂虾尾刺(矛)和寄居蟹左螯(盾)。综合利用多种实验手段揭示了从纳米尺度到厘米尺度的化学梯度、微观结构和力学性能之间的相关性,并通过有限元分析和3D打印技术

中科院金属所研发出新型仿生复合义齿材料

  保留了传统材料优异的生物相容性、耐腐蚀性和美学效果,拥有比传统材料更低的摩擦系数和更高的断裂韧性,且可批量机械加工……近期,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室研究员刘增乾、张哲峰与美国加州大学伯克利分校教授罗伯特·里奇及吉林大学开展合作,设计研发出新型氧化锆-树脂仿生复合义齿材料。  记者

哈佛大学开发出类似眼泪的液体膜仿生材料

  日前,哈佛大学的研究人员从泪水中获得灵感,设计出一种透明度和润湿性功能可自我调节的液体膜仿生材料。这个系统的美妙之处就是它的适应性及多功能。该研究成果在线刊登在最新一期的《自然·材料》杂志上。   这种新材料的灵感是受动态的、自我恢复的自然系统——覆盖眼睛的液体薄膜的启发。眼泪连接起

熊猫牙可以自修复-研发仿生材料有了新思路

  呆萌可爱的大熊猫,曾是食肉动物,经长期进化后才成为“素食者”。表面宽阔和锋利坚固的牙齿可以碾压磨碎竹子成为其胃囊之物。近日,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室刘增乾博士带领研究团队首次发现了大熊猫牙齿能够实现自修复,这为新型仿生材料研发提供了新思路,并在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导

生物技术与信息技术的融合

   编者按:5月,美国国立卫生研究院(NIH)准备了十年内约200亿美元的“Chief Information Officer-Commodity Solutions Contract”的采购计划,采购信息技术、云服务等领域的服务,以提升其在信息服务方面的能力。本文就这一政策行动,结合近期一些信息

新型建材,涂料等产品与化工材料加速融合

  “新型建材、防水材料、涂料、塑料等化工产品将建材和化工两个支柱行业紧紧连在了一起。两个行业相互渗透、融合的范围正在快速延展。”中国建材市场协会副会长虞建华说。随着工业化、城镇化、信息化、农业现代化同步发展,城镇化和工业化良性互动,2013年建材工业将继续保持平稳较快发展势头,具体表现为传统建材增

生物材料的分类

       生物材料应用广泛,品种很多,其分类方法也很多。生物材料包括金属材料(如碱金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)和有机材料三大类。有机材料中主要是高分子集合物材料,高分子材料通常按材料属性分为合成高分子材料(聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成

我国研制出新型仿生增强增韧纳米复合纤维材料

  基于生物质来源的高性能纳米复合材料正逐渐发展成为未来结构和功能应用的理想材料。由植物组织分离或细菌发酵得到的纳米尺度纤维素,可以说是地球上储量最丰富的纳米级原材料,其密度低、热稳定性好、力学性能出色,同时可降解、可再生、可持续,因而受到诸多关注。研究人员希望利用其研制出宏观尺度的高性能纤维素基纤

高强度和抗溶胀的水凝胶材料制作仿生软骨

  软骨是人体关节的保护性组织,因其内部基质为凝胶态,表现出优异的弹性和抗溶胀性。关节软骨受损后,功能逐渐丧失,会严重影响人体的运动功能,因此在仿生材料领域,关节软骨替代材料的研究越来越受到研究者们的青睐。其中,水凝胶材料因其与软骨接近的网络结构,已成为仿生软骨材料领域研究最广泛的体系之一。然而,常

仿生传感与驱动材料研究综述-探讨其应用和发展前景

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控研究室副研究员杜学敏(通讯作者)及其团队成员赵启龙(第一作者)、王运龙(共同第一作者)和助理研究员崔欢庆等在光电磁功能材料期刊Journal of Materials Chemistry C 上发表仿生传感与驱动材料研究综述,全面总结了可随外界环境

中国科大制备出新型超弹性耐疲劳碳基仿生材料

   本报讯(记者杨保国)中国科学技术大学俞书宏课题组与吴恒安课题组合作,成功设计制备出超弹性耐疲劳宏观尺度碳纳米组装体仿生材料。相关成果日前在线发表于《自然—通讯》杂志。  俞书宏课题组受人类足弓等常见弹性拱结构的启发,成功制备了一种具有微观层状连拱结构的宏观尺度碳纳米组装体材料。该材料虽然由脆性

仿生蕨纳米皮草有助清理自然植物及石油吸附剂材料

  德国科学家近日发现,以往人们谈之色变的水生漂浮杂草具有吸油功能,仿照水生植物结构合成的人工聚合物薄膜“纳米皮草”,也像水生蕨类一样具有超级疏水和亲油性,有望为清理水中油污提供一种更便捷的手段。最新研究成果发表在《生物灵感与仿生学》杂志上。  据物理学家组织网报道,该研究由德国卡尔斯鲁厄技术学院微

新型仿生纳米材料可用于去除农业化学污染物

  近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所质量安全课题组成功制备了新型三元仿生纳米复合材料(LDH@PDA@MPNs),并解析了其结构特征、农业化学污染物吸附识别性能和控制去除机理。相关研究成果发表于《危险材料杂志》(Journal of Hazardous Materials)。新型三元仿生纳米复合材

工程学突破!仿生物细胞群体机器人问世

  英国《自然》杂志20日发表了一项工程学最新突破:美国科学家团队研发了一种能模拟生物细胞集体迁移的机器人,可实现移动、搬运物体及向光刺激移动。该研究为开发具有预先确定性行为的大规模群体机器人系统提供了全新途径,且比已诞生的传统机器人和仿生系统具有更高的可扩展性。   经过设计的模块化或群机器人系统

生物工程师造出仿生超级三维相机

  美国加州大学洛杉矶分校的生物工程师开发了一类新的仿生3D相机系统,可模仿苍蝇的多视图视觉和蝙蝠的自然声呐感应,从而产生具有非凡深度范围的多维成像,还可以扫描盲点。在计算图像处理支持下,该相机可破译隐藏在角落或其他物品后面的物体的大小和形状。这一技术能集成到自动驾驶汽车或医学成像工具中,其传感能力

湖南环境生物职院产学研融合新平台

刘鹏是湖生物职业技术学院2020级药学专业学生,从小就对中国传统医药感兴趣,刚进校门就在“林下药用植物应用技术湖南省工程研究中心”(以下简称省工程研究中心)学习“黑老虎”等中药材的种植、疾病防治及人工传粉技术等专业知识,成立了“黑老虎”研究团队,发现黑虎果具有抗菌、美白抗衰老、抗氧化功能,成功研发出

原生质体能融合的生物学原理

原生质体是除去细胞壁的植物细胞,一般在培育新品种时会采用原生质体融合的方法.原理是细胞膜具有流动性.

生物制剂单抗类与融合蛋白的不同

融合蛋白是指在基因工程迅速发展的基础上,通过DNA重组技术将两个或多个基因的编码区首尾连接,由同一调控序列控制构成的基因表达后所得的蛋白质产物。融合蛋白技术是为获得大量标准融合蛋白而进行的有目的性的基因融合和蛋白表达方法。

浙大学者仿北极熊毛研制出“热隐身”织物

  浙江大学化学工程与生物工程学院柏浩教授团队模仿北极熊毛发结构,研制出一种有序多孔的隔热保温织物,可令生物体在红外线成像设备中实现“热隐身”。该成果日前发表于《先进材料》杂志。图片来源于网络  北极熊的毛发是一种绝佳的保温纤维,这是由于它具有中空多孔结构。为模仿北极熊毛的结构,柏浩课题组研发出一种

科学家开发出可用于肠道疾病治疗的土壤仿生材料

  土壤是庞大微生物群落的栖息环境,每克土壤中甚至可以蕴含超过百万种的上百亿个微生物,所以是研究环境与微生物相互作用的重要体系。美国芝加哥大学的研究团队开发了一种可应用于辅助治疗肠道疾病的土壤仿生材料,相关成果在《Nature Chemistry》发表,论文的标题为:A Soil-Inspired

中国科大基于多尺度界面设计创制高性能仿生珍珠层材料

  贝壳的珍珠层,由占主要部分的脆性碳酸钙矿物和少量的柔性聚合物构成,虽然组分简单,但其精致的多级结构和界面特点赋予其超出自身组分几个数量级的优异力学性能。这种在温和条件下由简单材料组分生长实现的多级构造和性能放大,使贝壳的珍珠层受到研究人员的高度关注。矿物粘土和石墨烯等超薄纳米片作为接近理想和无缺

兰州化物所仿生材料表面微纳米结构三维优化获进展

  将仿生学与纳米科学相结合,开展用于摩擦学领域的仿生结构、功能及结构-功能一体化材料的研究,可在基础科学和应用技术之间架起一座桥梁,从而为摩擦学领域所使用的新型结构、功能及结构功能一体化材料的设计、制备和性能研究提供新概念、新原理和新方法。自然界中很多动植物表面都具有稳定的超疏水性,它们既拥有高接

兰州化物所仿生微纳米复合双层结构材料研究取得系列成果

  仿生纳米材料是材料领域的研究热点之一,国内外材料科学工作者围绕仿生纳米材料的制备及其功能性开展了大量的研究工作。  在中国科学院“百人计划”和国家自然科学基金委的支持下,中国科学院兰州化学物理研究所仿生摩擦材料课题组(BMT)自2001年以来围绕仿生纳米结构材料开展了一

通知!邀您参与2021年全国仿生智能材料博士后前沿论坛

  分析测试百科网讯  全国博士后管委会办公室、中国博士后科学基金会、中国科学院人事局联合发布了关于邀请参加“2021年全国仿生智能材料博士后前沿论坛暨未来技术青年论坛”的通知,其具体通告如下:  博士后是科研机构、高等院校和企业等着重吸引和培养的高层次青年人才,是科研工作的生力军。为打造博士后学术

受虾蟹结构启发-我国科研团队制备高强高韧仿生材料

   中国科学技术大学教授骆天治团队与武汉大学副教授王正直、教授张作启合作,研究了具有防御功能的螳螂虾尾刺(矛)和寄居蟹左螯(盾),综合利用多种实验手段揭示了其从纳米尺度到厘米尺度的化学梯度、微观结构和力学性能之间的相关性,并通过有限元分析和3D打印技术确认两种结构中的增韧机制和结构优化原理。相关成