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在微尺度下，可控液體操控技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類生命系統(tǒng)和工程領(lǐng)域。研究人員通過界面科學理論和生物學的啟發(fā)，利用精密加工和開發(fā)智能材料，在近二十年間提出了一系列的液體操控技術(shù)，滿足了微流控、生化分析等領(lǐng)域?qū)芊€(wěn)定的液體操作需求。當前的技術(shù)思路主要分為兩類：第一類是利用無需能量輸入的被動靜態(tài)結(jié)構(gòu)來調(diào)控液體動力學，如豬籠草上的定向液體輸運和蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的集水現(xiàn)象；第二類是通過引入動態(tài)外部場來實現(xiàn)復雜可調(diào)的液體行為，如利用電場、磁場、聲場等對液體進行主動調(diào)控。當下關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于，如何構(gòu)建一種...

皮膚和軟組織感染十分常見，特別是在抗生素難以滲透的深層組織中，細菌能夠形成生物膜，這使得它們更難對抗生素產(chǎn)生反應(yīng)。為了克服這一問題，聯(lián)合治療策略備受關(guān)注。多粘菌素B（PB）和姜黃素（CUR）的聯(lián)合治療顯示出系統(tǒng)性細菌生長抑制效果。然而，目前面臨的主要挑戰(zhàn)包括制造可分離微針的材料局限性、環(huán)境因素對微針的影響和藥物輸送機制。通過技術(shù)優(yōu)化來克服這些挑戰(zhàn)，將為深層皮膚感染的治療提供新路徑，從而有望改善全球健康狀況和抗生素耐藥性問題。針對以上問題，中國科學技術(shù)大學精密機械與儀器系徐曉嶸...

香港中文大學張立教授團隊與哈爾濱工業(yè)大學（深圳）金東東副教授，聯(lián)合香港城市大學張甲晨教授、中國科學技術(shù)大學王柳教授，提出了一種新型的軟材料結(jié)構(gòu)動態(tài)形貌調(diào)控方法。該團隊結(jié)合硬磁性顆粒與彈性體制備得到磁性彈性體，并使其在一端受限的條件下溶脹產(chǎn)生可控的屈曲結(jié)構(gòu)，接著加以磁化形成各向異性的三維磁疇分布。得到的磁性彈性體在外界可編程磁場的驅(qū)動下，能夠?qū)崿F(xiàn)多模態(tài)三維形貌的動態(tài)可控變換，在微流體操縱、軟體機器人等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。團隊通過利用各式屈曲變形產(chǎn)生的不同微流體行為（如定向...

具有3D幾何形狀的結(jié)構(gòu)色物體在光學設(shè)備、傳感、定制化裝飾等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前3D結(jié)構(gòu)色物體的制備流程繁瑣，成型后通常需求后處理產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色。一步實現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的直接生成和三維結(jié)構(gòu)的成型仍存在挑戰(zhàn)。近期，華中科技大學化學與化工學院朱錦濤、張連斌教授團隊在3D結(jié)構(gòu)色物體制備方面取得了進展。他們提出了一種通過墨水直寫打?。―irectInkWriting,DIW）的方式，將由膠體粒子與聚合物組成的超分子膠體復合物直接打印一步構(gòu)筑具有3D結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色物體的方法（圖1）。該研究中，...

集成微流控芯片技術(shù)在生物醫(yī)學和生物物理學領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力，它能夠?qū)崿F(xiàn)細胞分離、捕獲以及檢測單細胞等多種功能。液體的交換和微流控芯片的集成也起著關(guān)鍵性作用，這使得研究者能夠精確調(diào)控細胞外環(huán)境，并同步刺激與檢測單個細胞，從而實時觀察到細胞響應(yīng)的細致與動態(tài)變化。為了精確測量細胞在刺激下的瞬態(tài)反應(yīng)，高速液體交換和精確的測量技術(shù)也變得至關(guān)重要。在本研究中，來自日本名古屋大學、東京大學和東北大學的團隊研發(fā)了一種集成了微流控芯片和雙泵探針的系統(tǒng)來測量單個細胞瞬態(tài)響應(yīng)的新方法。該系統(tǒng)由雙...

增材制造，通常被稱為3D打印，在組織工程領(lǐng)域因其能夠制造具有復雜三維和可定制幾何形狀的合成生物相容性支架而受到了顯著關(guān)注。這些支架能夠有效地支持細胞生長和組織形成，其中材料擠出、材料噴射和槽式光聚合在內(nèi)的3D打印技術(shù)已被用于支架的制造。目前，生物打印技術(shù)可以直接3D打印細胞，這些細胞被嵌入水凝膠墨水中，能同時保持與解剖結(jié)構(gòu)相似的空間布局。盡管增材制造在支架制造方面取得了快速進展，但仍存在一些挑戰(zhàn)。尤其是在單個制造模式中實現(xiàn)部件大小、打印分辨率、尺寸范圍、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生物相容性...

由嚴重創(chuàng)傷、手術(shù)切除、或先天畸形等導致的大段骨缺損的修復和功能重建是臨床面臨的重大挑戰(zhàn)。骨組織工程（BTE）在治療這些嚴重骨缺損方面具有巨大的潛力，可以緩解傳統(tǒng)自體或同種異體骨移植中常見的供體骨不足、供區(qū)壞死、二次傷害及嚴重免疫排斥等問題。3D打印技術(shù)能在多尺度上控制BTE支架的結(jié)構(gòu)，已被廣泛用于制造BTE仿生功能支架。與惰性和功能性骨支架相比，智能支架可以根據(jù)外源性和/或內(nèi)源性刺激產(chǎn)生定制或可控的治療效果，如促成骨、抗菌、抗腫瘤等功能。鑒于此，湖南大學朱偉/韓曉筱教授團隊與...

▲快速了解摩擦電雙模態(tài)觸覺傳感器最新研究成果皮膚通過種類豐富且分布廣泛的觸覺感受器，對外部環(huán)境進行敏銳感知。隨著人工智能時代的興起，具備類似皮膚感知能力的電子觸覺系統(tǒng)備受關(guān)注，這種系統(tǒng)有望為機器人、假肢和執(zhí)行器等設(shè)備提供真實的觸覺感知。傳統(tǒng)觸覺傳感器可以測量壓力和溫度等信息，但無法獲取物體種類和柔軟度等其他觸覺維度的信息。傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器在檢測物體柔軟度時，由于其設(shè)計復雜且需要預設(shè)位移，這限制了其應(yīng)用范圍。因此，設(shè)計一種易于集成的觸覺傳感器，能夠同時提供材料類型、柔軟度和楊氏模...