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形狀記憶聚合物（SMP）被認(rèn)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(dāng)外部刺激的作用下，SMP能夠?qū)崿F(xiàn)從永久形狀變?yōu)榕R時形狀的可逆轉(zhuǎn)變。近年來，高應(yīng)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(shè)備等領(lǐng)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(dāng)?shù)偷臄嗔焉扉L率（EAB，通常低于300％）和/或很低的可恢復(fù)性（50％）。這是因為它們固有的異質(zhì)性會導(dǎo)致其機(jī)械性能較弱，使其在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)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(jī)、空客A350 XWB、風(fēng)力渦輪機(jī)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(qiáng)聚合物（FRP）復(fù)合材料重量占比超過50%。尤其是碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）復(fù)合材料，作為高性能類別的結(jié)構(gòu)材料，具有質(zhì)輕、耐疲勞、耐腐蝕、出色的強(qiáng)度和模量等特點，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、汽車工業(yè)和體育用品等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，全球聚合物復(fù)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(fù)合材料的回收利用現(xiàn)狀令人擔(dān)憂，每年廢棄物高達(dá)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(dǎo)活性、創(chuàng)面修復(fù)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(fù)、藥物基因遞送等方面具有重要的應(yīng)用潛力和價值。然而傳統(tǒng)硅基生物活性材料力學(xué)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(xué)應(yīng)用范圍。開發(fā)具有仿生彈性、可控生物降解、組織誘導(dǎo)活性的新型硅基生物活性材料對促進(jìn)組織修復(fù)與再生的效率具有重要的意義。 西安交通大學(xué)材料學(xué)科-生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)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(gòu)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(jié)構(gòu)，這其中α-螺旋屬于熱力學(xué)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(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(qū)…

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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(xì)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(xì)作用力，使昆蟲能夠附著在基質(zhì)上。 盡管當(dāng)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(xué)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(xué)分析中起著至關(guān)重要的作用。然而，由于復(fù)雜生物器官和組織中的內(nèi)源性熒光團(tuán)（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(guān)…

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(jìn)行手術(shù)干預(yù)，其中結(jié)合內(nèi)鏡技術(shù)的體內(nèi)原位修復(fù)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(shù)治療等，這些手段均存在一定局限性。原位生物打印技術(shù)，是指將生物細(xì)胞直接遞送至損傷部位進(jìn)行組織修復(fù)的一項技術(shù)，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(xué)生所提交的三篇研究論文，被愛爾蘭機(jī)器視覺與圖像處理會議（IMVIP 2020）錄用，此會議是人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)性國際會議。被錄用的論文均由大一學(xué)子獨立撰寫！ 讓有想法、有興趣、有余力的學(xué)生動起來 三篇論文的指導(dǎo)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(xué)生以三人為小組，圍繞人工智能領(lǐng)域中的某個點開展研究，并鼓勵支持學(xué)生將研究成果發(fā)表在相關(guān)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(xí)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(xué)家們?nèi)匀粵]有完全理解這些轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變在固態(tài)中非常常見，例如包括從石墨到金剛石的轉(zhuǎn)變，以及硅中半導(dǎo)體到金屬的轉(zhuǎn)變。近年來，科學(xué)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(zhuǎn)變（LLT）往往與結(jié)晶同時發(fā)生，使得這兩種現(xiàn)象很難分離…

設(shè)計各向異性的體系結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)豐富的特性和功能以模擬人造材料中生物學(xué)的進(jìn)化多樣性。液晶（LC）同時兼具晶體的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)化為具有LC位置序的各向異性彈性體。微觀各向異性結(jié)構(gòu)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(fù)雜的機(jī)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(yīng)用，包…

石墨烯具有極其出色的力學(xué)性能，受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。例如，石墨烯在拉伸載荷下，理論模量和理論強(qiáng)度分別可達(dá)1 TPa和130 GPa。然而，它在壓縮載荷下的力學(xué)性能卻鮮有提及和關(guān)注。這也許是因為人們都默認(rèn)它和大多數(shù)材料一樣，在拉-壓載荷下的力學(xué)性能是對稱的吧。事實真的是這樣嗎？ 近日，香港理工大學(xué)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(xué)性能并不對稱。他們進(jìn)而巧妙地利用了該特…

穿孔和不規(guī)則出血是指在復(fù)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(shù)過程中的死亡風(fēng)險至關(guān)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(jìn)入深部出血部位促進(jìn)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(jié)的能力。 為解決這一難題，西南大學(xué)的代方銀教授和藍(lán)廣芊副教授團(tuán)隊通過在負(fù)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…