• 薅一把“頭發(fā)”發(fā)一篇頂刊!《自然·材料》:高強(qiáng)度形狀記憶高分子

    許多動(dòng)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(jí)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(jí)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(shí)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(gè)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)…

  • “蒼蠅腿毛”啟發(fā)的粘合劑:低成本,可重復(fù)使用!

    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(huì)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(duì)昆蟲腳墊的形態(tài)和功能了解得較多,但對(duì)于昆蟲的腳墊是如何形成…

  • 近紅外第二窗口生物發(fā)光探針用于活體高信噪比成像以及ATP介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移腫瘤追蹤

    光學(xué)成像(Optical Imaging),由于其具有非侵入性、實(shí)時(shí)、快速反饋和高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),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(huì)產(chǎn)生自發(fā)熒光,這使得活體熒光成像背景信號(hào)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(diǎn)受到了極大關(guān)…

  • 清華大學(xué)徐弢團(tuán)隊(duì):以“體內(nèi)原位制造”助力腔道組織的修復(fù)再生

    人體內(nèi)腔道覆蓋消化道、呼吸道、生殖道、尿路等多個(gè)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(jì)數(shù)據(jù),全球約有12%的人患有不同程度的胃壁損傷。對(duì)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(xiàng)技術(shù),為治療該疾病提供了一種潛在的方…

  • 上海交大大一學(xué)子發(fā)表三篇國際會(huì)議論文

    近日,電院2019級(jí)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(huì)議(IMVIP 2020)錄用,此會(huì)議是人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)性國際會(huì)議。被錄用的論文均由大一學(xué)子獨(dú)立撰寫! 讓有想法、有興趣、有余力的學(xué)生動(dòng)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(shí)踐》中增加的特別項(xiàng)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(gè)點(diǎn)開展研究,并鼓勵(lì)支持學(xué)生將研究成果發(fā)表在相關(guān)的國際會(huì)議上。由于課程授課對(duì)象為一年級(jí)本科生,這個(gè)作…

  • 《Nature》:第一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)!科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)液-液轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)

    在大氣壓下,水在0℃時(shí)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),在100℃時(shí)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),這對(duì)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(diǎn)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(shí)發(fā)生,使得這兩種現(xiàn)象很難分離…

  • 浙江大學(xué)高超、許震團(tuán)隊(duì)《ACS Nano》:在剪切微印刷術(shù)研究方面再獲進(jìn)展

    設(shè)計(jì)各向異性的體系結(jié)構(gòu)可實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)“編程”水凝膠,使之能夠滿足復(fù)雜的機(jī)械要求并實(shí)現(xiàn)特定功能。由于LCH水凝膠在多個(gè)方面的可調(diào)控性能,已展現(xiàn)出各種應(yīng)用,包…

  • 《自然·通訊》:形貌可定制的光控?zé)o繩柔性機(jī)器人

    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?yàn)槿藗兌寄J(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(duì)稱的吧。事實(shí)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(shí)的力學(xué)性能并不對(duì)稱。他們進(jìn)而巧妙地利用了該特…

  • 自推進(jìn)Janus顆粒在大規(guī)模出血性穿孔和不規(guī)則傷口中的止血效果

    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(duì)其實(shí)現(xiàn)的快速,安全控制,這對(duì)于降低院前治療和手術(shù)過程中的死亡風(fēng)險(xiǎn)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?jiǎng)┍仨氃谄鋬?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(duì)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…

  • 目標(biāo)→沒有蛀牙,氧化鈰納米顆粒或成蛀牙克星

    先給大家放一波美食?。。?對(duì)許多人而言,人生的一大樂趣就在于吃吃吃,今天一杯奶茶,明天一頓燒烤,幸福就在身邊。然而,敞開肚皮的后果除了日益圓潤的肚腩之外,還有讓你疼起來要命的蛀牙o(╥﹏╥)o 【蛀牙生成原因】 我們的口腔在含有著700多種細(xì)菌。除了有助于消化食物或控制其他微生物的有益細(xì)菌之外,也存在著許多有害的鏈球菌。在我們清潔完牙齒之后,這些細(xì)菌就會(huì)粘在牙齒上并開始繁殖。攝入的食物尤其是糖類等高碳水化合物會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌迅速在牙齒表面形成牙菌斑這種堅(jiān)韌而黏稠的生物膜,并產(chǎn)生酸,腐蝕牙釉質(zhì),從而導(dǎo)致…

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