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形狀記憶聚合物（SMP）被認為是一種雙相體系，它由一個可逆相和一個固定相組成。在受到適當外部刺激的作用下，SMP能夠實現(xiàn)從永久形狀變?yōu)榕R時形狀的可逆轉變。近年來，高應變SMP的不斷研發(fā)證實了其在智能涂料、組織工程和可穿戴設備等領域中具有不錯的潛力。但是，大多數(shù)經(jīng)過充分研究的可生物降解SMP都具有相當?shù)偷臄嗔焉扉L率（EAB，通常低于300％）和/或很低的可恢復性（50％）。這是因為它們固有的異質(zhì)性會導致其機械性能較弱，使其在生物和醫(yī)學領域的應用受到限制。因此，探索大規(guī)模、低成本和高效率的方法來制備…

波音787夢幻客機、空客A350 XWB、風力渦輪機葉片、高爾夫球桿、滑雪板和曲棍球棒等，這些生活中我們熟悉和使用到的產(chǎn)品，其纖維增強聚合物（FRP）復合材料重量占比超過50%。尤其是碳纖維增強聚合物（CFRP）復合材料，作為高性能類別的結構材料，具有質(zhì)輕、耐疲勞、耐腐蝕、出色的強度和模量等特點，被廣泛應用于飛機、船舶、汽車工業(yè)和體育用品等領域。據(jù)統(tǒng)計，全球聚合物復合材料年產(chǎn)量超過500萬噸，目前正經(jīng)歷約8%的年增長率；與該行業(yè)的快速增長相反，復合材料的回收利用現(xiàn)狀令人擔憂，每年廢棄物高達100…

硅基生物活性醫(yī)用材料如生物活性玻璃、硅酸鹽陶瓷等是一類重要的生物醫(yī)用材料，具有優(yōu)越的骨整合能力、成骨誘導活性、創(chuàng)面修復活性和生物安全性，在骨組織再生與替代、軟組織創(chuàng)面修復、藥物基因遞送等方面具有重要的應用潛力和價值。然而傳統(tǒng)硅基生物活性材料力學脆性大、彈性差、降解慢，大大限制了該類生物醫(yī)用材料的再生醫(yī)學應用范圍。開發(fā)具有仿生彈性、可控生物降解、組織誘導活性的新型硅基生物活性材料對促進組織修復與再生的效率具有重要的意義。 西安交通大學材料學科-生物醫(yī)學工程學科/生物診斷治療國家地方聯(lián)合工程研究中心…

許多動物的毛發(fā)——包括我們的頭發(fā)——是以角蛋白為基本單元構成的。同許多蛋白質(zhì)一樣，角蛋白本身具有α-螺旋和β-折疊兩種二級結構，這其中α-螺旋屬于熱力學穩(wěn)定態(tài)，而β-折疊則是亞穩(wěn)態(tài)。因此在毛發(fā)中，角蛋白以α-螺旋的形式存在，多跟角蛋白互相卷繞、綁定成束，并依次形成原絲、原纖維、中間絲、微絲的層級結構。這些結構之間通過二硫鍵交聯(lián)，最終形成我們的毛發(fā)。 角蛋白這類同時具有α-螺旋和β-折疊，且兩者可以可逆轉變的蛋白質(zhì)有一個非常有趣的特性：它們是天然的形狀記憶高分子材料。形成α-螺旋和β-折疊的內(nèi)在驅…

人在光滑的地面上通常行走困難，但在自然界中，有很多昆蟲可以在光滑表面上行走自如。它們的腿上有特殊的結構，稱為腳墊。先前的研究表明，昆蟲腳墊由柔軟的毛發(fā)（剛毛）組成，其尖端具有特定的微結構，呈微片狀、盤狀或尖頭狀。腳墊會產(chǎn)生范德華力、庫侖力和吸引的毛細作用力，有助于昆蟲粘附到基材表面。 研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲腳墊分泌物中含有非揮發(fā)性脂類物質(zhì)，其末梢與基質(zhì)之間的連接處充滿了可分泌的液體，從而產(chǎn)生了毛細作用力，使昆蟲能夠附著在基質(zhì)上。 盡管當前的研究對昆蟲腳墊的形態(tài)和功能了解得較多，但對于昆蟲的腳墊是如何形成…

光學成像（Optical Imaging），由于其具有非侵入性、實時、快速反饋和高靈敏度的優(yōu)點，在生物醫(yī)學分析中起著至關重要的作用。然而，由于復雜生物器官和組織中的內(nèi)源性熒光團（黑色素，彈性蛋白，膠原蛋白，角蛋白，卟啉和黃素等）在外部輻射激發(fā)下會產(chǎn)生自發(fā)熒光，這使得活體熒光成像背景信號升高，從而限制了成像的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）。因此，生物發(fā)光成像（Bioluminescence Imaging）由于其優(yōu)異的生物相容性以及不需要外部激發(fā)光的特點受到了極大關…

人體內(nèi)腔道覆蓋消化道、呼吸道、生殖道、尿路等多個豐富系統(tǒng)，由于病變、遺傳等原因，這些內(nèi)腔道組織可能出現(xiàn)損傷或者發(fā)育不全，需要進行手術干預，其中結合內(nèi)鏡技術的體內(nèi)原位修復是一種理想的治療方式，但一直缺乏有效手段。 比如，消化道中胃壁損傷是常見的消化道疾病，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球約有12%的人患有不同程度的胃壁損傷。對于該疾病，現(xiàn)有的治療方案包括保守藥物治療、外科手術治療等，這些手段均存在一定局限性。原位生物打印技術，是指將生物細胞直接遞送至損傷部位進行組織修復的一項技術，為治療該疾病提供了一種潛在的方…

近日，電院2019級首屆人工智能班，九位大一學生所提交的三篇研究論文，被愛爾蘭機器視覺與圖像處理會議（IMVIP 2020）錄用，此會議是人工智能領域專業(yè)性國際會議。被錄用的論文均由大一學子獨立撰寫！ 讓有想法、有興趣、有余力的學生動起來 三篇論文的指導教師盧策吾介紹，研究論文是他所主講的大一專業(yè)課《人工智能問題求解與實踐》中增加的特別項目的衍生成果，其要求學生以三人為小組，圍繞人工智能領域中的某個點開展研究，并鼓勵支持學生將研究成果發(fā)表在相關的國際會議上。由于課程授課對象為一年級本科生，這個作…

在大氣壓下，水在0℃時從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，在100℃時從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，這對于我們而言早已習以為常。相變發(fā)生在我們生活的方方面面，但目前來說，科學家們?nèi)匀粵]有完全理解這些轉變是如何在微觀層面上發(fā)生的。 在眾多的相變例子中，那些涉及潛熱和密度不連續(xù)變化的相變被稱為一階相變。一階轉變在固態(tài)中非常常見，例如包括從石墨到金剛石的轉變，以及硅中半導體到金屬的轉變。近年來，科學家們提出，兩相都是液體的臨界點可以解釋水等物質(zhì)的奇特性質(zhì)。然而，過冷液體中的液-液轉變（LLT）往往與結晶同時發(fā)生，使得這兩種現(xiàn)象很難分離…

設計各向異性的體系結構可實現(xiàn)豐富的特性和功能以模擬人造材料中生物學的進化多樣性。液晶（LC）同時兼具晶體的結構有序性及流體的可加工性特征，使得可調(diào)控取向有序的液晶雜化（LCH）水凝膠成為了重要的柔軟材料。通過將取向的LC納米粒子添加到各向同性的聚合物基體中，可以將所得的LCH水凝膠轉化為具有LC位置序的各向異性彈性體。微觀各向異性結構的引入為材料提供了宏觀的各向異性性能，從而實現(xiàn)“編程”水凝膠，使之能夠滿足復雜的機械要求并實現(xiàn)特定功能。由于LCH水凝膠在多個方面的可調(diào)控性能，已展現(xiàn)出各種應用，包…

石墨烯具有極其出色的力學性能，受到了學術界和工業(yè)界的廣泛關注。例如，石墨烯在拉伸載荷下，理論模量和理論強度分別可達1 TPa和130 GPa。然而，它在壓縮載荷下的力學性能卻鮮有提及和關注。這也許是因為人們都默認它和大多數(shù)材料一樣，在拉-壓載荷下的力學性能是對稱的吧。事實真的是這樣嗎？ 近日，香港理工大學姚海民課題組和中科院寧波材料所陳濤課題組合作，發(fā)現(xiàn)了石墨烯堆疊聚集體(stacked graphene assembly ,簡稱SGA)在拉伸和壓縮時的力學性能并不對稱。他們進而巧妙地利用了該特…

穿孔和不規(guī)則出血是指在復雜的和隱蔽的出血部位深處，具有外部和內(nèi)部不規(guī)則傷口形狀的傷口出血，對其實現(xiàn)的快速，安全控制，這對于降低院前治療和手術過程中的死亡風險至關重要?，F(xiàn)有的商業(yè)止血藥，凝血作用僅發(fā)生在淺表傷口上，無法進入深部出血部位促進止血，因此無法有效控制穿孔和不規(guī)則出血。在穿孔和不規(guī)則出血的治療中，止血劑必須在其內(nèi)部的出血部位發(fā)揮其使血液凝結的能力。 為解決這一難題，西南大學的代方銀教授和藍廣芊副教授團隊通過在負改性微孔淀粉（MSS）上單軸生長花狀碳酸鈣晶體（CaCO3），制備了雙相Janu…