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精準(zhǔn)醫(yī)療已列入我國“十三五規(guī)劃”的重點(diǎn)內(nèi)容，生/機(jī)界面功能化成為精準(zhǔn)醫(yī)療的重要課題。精準(zhǔn)醫(yī)療器械與軟組織的濕滑接觸中，接觸界面打滑不可避免，有時會引起不必要的麻煩或事故。例如，外科醫(yī)生常采取“寧緊勿松”的夾持策略防止手術(shù)夾持滑脫，極易造成夾持過載，引起軟組織損傷；風(fēng)靡全球的可穿戴柔性傳感器在皮膚冒汗后會出現(xiàn)測試精度下降甚至脫落失效。 為了提升濕滑生/機(jī)界面的粘附或摩擦性能，師法自然，人們基于章魚真空吸盤結(jié)構(gòu)、樹蛙腳墊結(jié)構(gòu)等已創(chuàng)新性地提出了許多新方法、新結(jié)構(gòu)，成功應(yīng)用于精準(zhǔn)醫(yī)療生/機(jī)界面上。尤其，…

外泌體是指與細(xì)胞間信號傳導(dǎo)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)的納米級胞外囊泡。細(xì)胞間通訊過程中通常涉及一個細(xì)胞釋放新囊泡的分裂過程和另一個細(xì)胞吞噬的融合過程，而這兩個過程在活細(xì)胞器中通常是可逆和可控的。然而，由于外泌體的復(fù)雜組成和細(xì)胞環(huán)境，關(guān)于融合和分裂過程的膜行為的知識及其調(diào)控因素仍然很少。這一障礙激發(fā)了具有與外泌體相似結(jié)構(gòu)和分裂融合行為的人工囊泡的發(fā)展。 最近，唐本忠院士和深圳大學(xué)王東副教授、北京大學(xué)閻云研究員在《Angewandte Chemie International Edition》上發(fā)表了題為“…

人體內(nèi)特殊部位的壓力，是監(jiān)測人體各種嚴(yán)重甚至致命的醫(yī)學(xué)狀態(tài)的關(guān)鍵診斷參數(shù)，包括顱內(nèi)、腹腔內(nèi)和肺動脈高壓等。商用的植入式傳感器在測量壓力方面提供了較好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，但在患者康復(fù)后需要手術(shù)切除，以避免感染和其他的風(fēng)險(xiǎn)。可溶解在生物體液環(huán)境中的傳感器（或生物可吸收的傳感器）可避免此類手術(shù)的需要，但目前的設(shè)計(jì)大多涉及硬接線連接，無法在臨床壽命內(nèi)提供定量測量。 日前，美國西北大學(xué)Rogers教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研制了一種基于無源電感電容諧振電路的生物可吸收無線壓力傳感器，其結(jié)構(gòu)布局和材料組合克服了這些缺點(diǎn)?！?/p>

石墨烯氣凝膠是由三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的海綿狀材料，這種新型多孔材料具有巨大的技術(shù)前景。其獨(dú)特的潛力是基于將剝落的石墨烯的納米級特性與氣凝膠材料的可調(diào)節(jié)宏觀特性相結(jié)合，包括可控的孔隙率、大表面積、靈活的機(jī)械性能和超低密度。因此，基于石墨烯的氣凝膠已在一系列技術(shù)中成功應(yīng)用，包括環(huán)境修復(fù)、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、生物材料、電子、傳感器、能量存儲等領(lǐng)域。另外，將無機(jī)納米顆粒復(fù)合到石墨烯氣凝膠中有望在現(xiàn)有技術(shù)中大幅提高氣凝膠的性能。最近，基于石墨烯的氣凝膠復(fù)合類水滑石化合物涌現(xiàn)了許多研究，具有可觀的應(yīng)用前景。類水滑石…

如果小編問大家：“熱水和冷水哪個結(jié)冰更快？”南方的同學(xué)可能不約而同的選擇冷水。 北方的同學(xué)就笑了，這是生活常識：答案是熱水！但是為什么呢？ 【冰淇淋中發(fā)現(xiàn)的“Mpemba效應(yīng)”】 1963年的一天，坦桑尼亞的一所中學(xué)里一群學(xué)生準(zhǔn)備做冷凍食品。一名叫埃拉斯托·姆潘巴的學(xué)生在熱牛奶里加了糖，準(zhǔn)備放進(jìn)冰箱里做冰淇淋。他覺得等熱牛奶冷了后再放進(jìn)冰箱，其他同學(xué)就會把冰箱裝滿，于是他把熱牛奶直接放進(jìn)冰箱。等他打開冰箱后，他驚奇的發(fā)現(xiàn)只有自己的杯子里變成了美味的冰淇淋，而其他同學(xué)用冷水做的還沒有結(jié)冰。于是，姆…

生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理功能的維持離不開力學(xué)因素。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，力學(xué)調(diào)控與適應(yīng)必不可少。腫瘤治療中，除采用小分子、納米藥物調(diào)控病灶部位的生物力之外，在實(shí)現(xiàn)腫瘤組織物理性機(jī)械殺傷方面，臨床上也借助光聲沖擊波、高強(qiáng)度聚焦超聲，以及磁場等干預(yù)方式實(shí)施治療，但總體而言，現(xiàn)有的治療手段還十分有限。 近日，中科院理化技術(shù)研究所與首都醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬微顆粒在低溫凍結(jié)作用下發(fā)生液固相變時會引發(fā)微型爆破，由此形成鋒利尖銳的刀刃，以致可快速刺穿堅(jiān)硬冰晶，這一行為應(yīng)用于腫瘤低溫消融治療時可顯著…

自然界的基本定律是，如果沒有外力作功，孤立系統(tǒng)的總熵是不斷增加的。因此，任何系統(tǒng)都有混沌和無序的傾向。然而，生命過程違背了這一永恒的規(guī)律，它本身就是一個負(fù)熵，它從環(huán)境中汲取能量，從混沌中構(gòu)建高階復(fù)雜性。在這些高度有序結(jié)構(gòu)和自然分子運(yùn)動的啟發(fā)下，科學(xué)家們投入了巨大的努力進(jìn)入分子世界，并破譯其內(nèi)在機(jī)制。在這些努力中，最大的突破是對人工分子機(jī)器的探索，而人工分子機(jī)器主要是指溶液中的分子運(yùn)動。人們認(rèn)識到，精確控制溶液狀態(tài)的分子運(yùn)動是十分困難的，這是由于分子的高流動性和來自環(huán)境因素如溶劑分子的相互作用。因…

現(xiàn)代科技的快速發(fā)展給人類生活帶來了極大的便捷，但同時也帶來了巨大的環(huán)境和健康問題。比如，近年來研究者們在人類的糞便中發(fā)現(xiàn)了塑料微粒，不可預(yù)知這些塑料微粒是否會給人類的健康和發(fā)展帶來災(zāi)難性的后果。因此，為解決塑料的過度使用帶來的問題，迫切需要尋找環(huán)境友好的替代材料。纖維素是自然界中大量存在、價(jià)廉且可降解的材料，近年來受到人們的廣泛關(guān)注，在隔熱、導(dǎo)熱等領(lǐng)域都表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。近日，瑞典斯德哥爾摩大學(xué)的Lennart Bergstr?m教授從導(dǎo)熱機(jī)理出發(fā)，對近期納米纖維素基隔熱材料的研究進(jìn)展進(jìn)行…

隨著科技的發(fā)展與文明的進(jìn)步，人類的活動越來越依賴于信息，因此產(chǎn)生的信息量正在呈指數(shù)級增長，信息的種類也變得紛繁多雜，并且信息存儲的條件也越來越苛刻，當(dāng)前的半導(dǎo)體存儲技術(shù)越來越難滿足日益增長的信息存儲需求。而生命科學(xué)與半導(dǎo)體技術(shù)的融合，給信息存儲帶來了新思路，各種基于生物介質(zhì)的存儲技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，如高容量DNA存儲技術(shù)、寡肽存儲技術(shù)等。   中科院上海微系統(tǒng)所陶虎研究員、周志濤助理研究員聯(lián)合美國紐約州立大學(xué)石溪分校劉夢昆教授和德州大學(xué)奧斯汀分校Li Wei，研發(fā)出全球首款天然生物蛋白硬盤存…

8月6日，清華大學(xué)電機(jī)系李琦副教授、何金良教授等在《自然·通訊》（Nature Communications）期刊上發(fā)表了題為“基于聚合物-分子半導(dǎo)體全有機(jī)復(fù)合材料的高溫電容薄膜”（Polymer/molecular semiconductor all-organic composites for high-temperature dielectric energy storage）的研究論文，首次研制出200攝氏度高效介電儲能的全有機(jī)復(fù)合薄膜。這類全有機(jī)復(fù)合介電材料在200攝氏度高溫條件下的介…

生物質(zhì)材料由于其環(huán)保、安全、可再生以及相對廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，在近年來受到越來越多不同領(lǐng)域研究人員的青睞。多種多樣的生物質(zhì)材料，例如多糖類的纖維素、淀粉，蛋白質(zhì)或多肽類的膠原、明膠、蠶絲等材料都在諸如生物材料、仿生材料、能源材料、軟機(jī)器人與驅(qū)動器材料中得到了開發(fā)和應(yīng)用。本次我們將為大家介紹近年來生物質(zhì)材料在各個領(lǐng)域的代表性研究進(jìn)展和應(yīng)用。 明膠，相信大家都不陌生，它時常被作為食品和添加劑出現(xiàn)在我們的餐桌上，屬于蛋白質(zhì)。通常來說，明膠由動物膠原（如豬皮）部分水解而制成，加熱至35℃及更高時會逐漸軟化或溶解…

能夠吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為熱量的光熱納米纖維，廣泛應(yīng)用于太陽能蒸汽發(fā)電、智能服裝、熱管理和癌癥治療等領(lǐng)域。然而，這一領(lǐng)域的最新發(fā)展并不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，主要是由于所開發(fā)的纖維的光熱效率不足，其根本原因在于光熱分子工作機(jī)理與纖維性質(zhì)的不相容性。已經(jīng)證明，分子運(yùn)動可以通過非輻射衰變途徑促進(jìn)能量耗散，從而促進(jìn)光吸收時的熱膨脹。然而，在固體纖維中加入光熱分子后，分子運(yùn)動不可避免地在一定程度上受到大分子間空間位阻的限制，從而降低了光熱效應(yīng)。因此，放大纖維中的分子運(yùn)動以提高其光熱效率是一項(xiàng)重要而富有挑戰(zhàn)性…