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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(xué)理論和生物學(xué)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(dāng)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(dòng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)來調(diào)控液體動(dòng)力學(xué)，如豬籠草上的定向液體輸運(yùn)和蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的集水現(xiàn)象；第二類是通過引入動(dòng)態(tài)外部場來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜可調(diào)的液體行為，如利用電場、磁場、聲場等對(duì)液體進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控。當(dāng)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(xì)菌能夠形成生物膜，這使得它們更難對(duì)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(xì)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(duì)微針的影響和藥物輸送機(jī)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(duì)以上問題，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機(jī)械與儀器系徐曉嶸...

香港中文大學(xué)張立教授團(tuán)隊(duì)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）金東東副教授，聯(lián)合香港城市大學(xué)張甲晨教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王柳教授，提出了一種新型的軟材料結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)形貌調(diào)控方法。該團(tuán)隊(duì)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(dòng)下，能夠?qū)崿F(xiàn)多模態(tài)三維形貌的動(dòng)態(tài)可控變換，在微流體操縱、軟體機(jī)器人等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。團(tuán)隊(duì)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(xué)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(shí)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(xué)化學(xué)與化工學(xué)院朱錦濤、張連斌教授團(tuán)隊(duì)在3D結(jié)構(gòu)色物體制備方面取得了進(jìn)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(fù)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(xué)和生物物理學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力，它能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞分離、捕獲以及檢測單細(xì)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(xì)胞外環(huán)境，并同步刺激與檢測單個(gè)細(xì)胞，從而實(shí)時(shí)觀察到細(xì)胞響應(yīng)的細(xì)致與動(dòng)態(tài)變化。為了精確測量細(xì)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(xué)、東京大學(xué)和東北大學(xué)的團(tuán)隊(duì)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(gè)細(xì)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(fù)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(xì)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(xì)胞，這些細(xì)胞被嵌入水凝膠墨水中，能同時(shí)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(jìn)展，但仍存在一些挑戰(zhàn)。尤其是在單個(gè)制造模式中實(shí)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(yán)重創(chuàng)傷、手術(shù)切除、或先天畸形等導(dǎo)致的大段骨缺損的修復(fù)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(yán)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(yán)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(xué)朱偉/韓曉筱教授團(tuán)隊(duì)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(duì)外部環(huán)境進(jìn)行敏銳感知。隨著人工智能時(shí)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(jī)器人、假肢和執(zhí)行器等設(shè)備提供真實(shí)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(shí)，由于其設(shè)計(jì)復(fù)雜且需要預(yù)設(shè)位移，這限制了其應(yīng)用范圍。因此，設(shè)計(jì)一種易于集成的觸覺傳感器，能夠同時(shí)提供材料類型、柔軟度和楊氏模...