新罕布什爾大學的研究人員使用3D打印來設計獨特的序列細胞開放機制,可用於藥物遞送和變色偽裝材料。
當你想到動物變色時,你的大腦可能會漫遊到一個特定的生物:變色龍。眾所周知,這種蜥蜴能夠改變它的外觀。
這些生物激發了新罕布什爾大學的研究人員,開發了一種受自然啟發的可以用於製作合成變色智能材料的細胞開放機制。
研究人員的新概念涉及修改設計用於模擬頭足類動物變色器官的兩個不同細胞的手性幾何。當僅在一個方向上加載時,兩個不同的單元依次打開,產生變色效果。
UNH機械工程助理教授、研究的作者之一的Yaning Li說:“我們使用兩種不同類型的細胞:一種可以立即開放,另一種在開放之前首先旋轉。”
“如果每個單元格被分配不同的顏色,你可以改變順序打開機制。當第一個單元格打開,以創建一個可能是深綠色的材料,然後當第二個單元打開後,變為亮黃色“。
而且這種獨特的機制-在3D打印的幫助下進行了原型設計,並不僅僅是改變顏色的方法。研究人員說,用細胞開放機制製造的“智能材料”可以對光、溫度和溼度等外部條件做出反應,也可以製成傳感器,開闢一系列功能應用。
Li說,這種機制甚至可以用於藥物輸送和“釋放顆粒”,例如通過繃帶順序釋放兩種不同的藥物,以幫助解決諸如傷口腫脹等醫療問題。
新罕布什爾大學的研究人員使用一種多材料3D打印機開發其“混合型輔助手性機械超材料”,靈活的添加劑製造工藝使他們能夠對其創作進行試驗。例如,該方法的一個應用涉及開發創新的柔性超臨界材料,其手性幾何在兩個不同的層次上被定製。
研究的主要作者、大學機械工程博士學位的Yunyao Jiang說:“細胞開放的順序也可以通過幾何形狀和材料組合來改變,以改變細胞的行為並增加潛在的應用數量。”
這似乎是一個奇怪的組合,但是Octopi和3D打印可能只會產生下一個大的醫療創新。
據悉,“新型3D打印混合輔助機械超材料與手性誘導順序細胞開放機制”的研究得到NSF / CAREER獎的支持,並已發表在高級工程材料雜誌上。
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