我国科学家研制出新型仿生手术缝线

基于"藕断丝连"这一自然现象,我国科学家深入探究了莲丝纤维的微观结构与力学性能,并受此启发研制出了一种可用于手术缝线的仿莲丝细菌纤维素水凝胶纤维.     

一种由其离子液体制备的新型纤维素水凝胶

纤维素能很好地溶解在AMIMCl这种离子液体中. 将溶解后的纤维素AMIMCl离子液体溶液与水交换后可得到一种透明的纤维素水凝胶(图1). 傅里叶变换红外光谱、元素分析等测试表明, 这种纤维素水凝胶中只含有再生纤维素和水, 而无其他成分. 利用紫外-可见光光度计测量了浓度为15和25 mg/mL的水凝胶在350~700 nm波长范围内的透光率, 两种浓度水凝胶的透光率差别不大, 2 mm厚的水凝胶的透光率在650 nm波长处可达到80%. 本文利用压缩强度来衡量凝胶的力学性能, 分别测试了10, 15, 20 和30 mg/mL纤维素水凝胶的压缩强度, 发现水凝胶的压缩强度随着凝胶的浓度增加而升高, 其中30 mg/mL 的水凝胶在形变为52.5%时其压缩强度可达到0.6 MPa. 本文还研究了凝胶的耐腐蚀性能和耐热性能, 发现纤维素水凝胶有着优异的耐腐蚀性和较好的耐热性. 纤维素水凝胶在腐蚀性溶液中浸泡3 d后, 其压缩强度与未处理的凝胶相比几乎无变化; 经沸水煮过的纤维素水凝胶形状未发生变化, 只是力学强度有一定的损失. 水凝胶经冷冻干燥去除水分后, 用扫描电子显微镜(SEM)观察了干态凝胶的表面和断面形貌. 水凝胶的表面和断面结构差别很大, 水凝胶的表面结构比内部结构致密得多, 凝胶表面由尺寸为20~60 nm的孔组成. 这种价格低廉、无毒、各项物理性能良好的透明纤维素水凝胶有望用于生物组织材料以及纳米级过滤材料.     

离不开昆虫的我们

<正>万物之间的联系真的是奇妙至极。保护主义生物学家安妮·斯维尔德鲁普﹣泰格森说:"要是没有小黄蜂,就没有今天的《美国独立宣言》。"1776年的7月,国会书记员提摩西·梅拉克(Timothy Matlack)用钢笔沾了沾书桌旁的墨水,誊抄了一份举世闻名的决议——《美国独立宣言》。而他所用的墨水就来源于树木上虫瘿所含的单宁。一般情况下,植物都会产出单宁,它是一种收敛剂,帮助树木免遭细菌的     

心脏芯片“可视化”

<正>近日,我国东南大学生物医学工程学院赵远锦教授课题组研发出了一种可变色的"心脏芯片"。这种芯片可以在体外模拟心肌细胞的跳动和收缩。未来,这项技术有望替代生物体,观察各种药物对人体的影响。研究人员受到变色龙的启发,在微芯片上加入了一种具有特殊光学结构的凝胶。将这种凝胶与心肌细胞组合在一起,当心肌细胞舒展、收缩时,凝胶的颜色就会发生相应变化。用药后,心肌细胞的搏动状况可通过颜色变化直观体现,     

环保节能墨水问世

最近，日本东芝公司发明了一种只要经过加热就可使墨水褪色的环保节能褪色墨水，使我们很容易地对纸张进行回收再利用。该墨水配方的秘密就在于它不含碳元素。由于碳元素是使墨水的化学成份保持稳定和不褪色的关键组成部分。褪色里水的工作原理和热印里水的工作原理相似，在把染料和显影剂混合在一起时，在受热或受压以后，染料就变成了黑色。如目前使用的压感式打印纸就是如此。在褪色墨水的制造过程中，把染料和显影剂混合，并在里面加入了褪色化学溶剂，当用该墨水书写过的纸张温度达到356oF（180t）时，染料和显影剂就会自动分离。而当…     

"叱咤风云"的新技术

防爆气凝胶:超强隔热挡炸药 2009年,凝胶将在组织再生及防护领域发挥重要作用.美国研究人员正在利用水凝胶帮助骨骼再生.这种新型水凝胶毹像脚手架一样,支撑新组织的生长.据悉,新型水凝胶制品可与人体自身的血小板协同工作,生成可支撑软骨再生的组织构架.它含有具超强吸收能力的聚合物链,将用于促进长有龋洞的牙齿组织再生.     

研究发现新抗生素

正最近,科学家发现了一种强大的新抗生素。这种抗生素能对抗实验室和动物测试中的许多感染,包括一些对传统抗生素产生耐药性的细菌。这是通过创新性的基因测序技术发现的又一种新型抗生素。研究人员筛查了1500种土壤样本中的遗传物质,并用这种技术筛查了此前在实验室中无法培育或研究的数千种土壤细菌。这种新的化合物具有干扰感染细菌形成细胞壁的能     

细菌=灯?

<正>在许多人的童年记忆里,或许都幻想过用萤火虫来照明。随着环境污染日益严重,萤火虫已经渐渐远离了我们的生活。但令人期待的是,荷兰研究人员于近期培育出一种能发出荧光的细菌,把数百万个细菌装在玻璃容器中,就成了一个独特的"细菌灯"。或许在不久的将来,这种能发光的细菌灯不仅能照亮我们回家的路,还能让我们感受到孩童时代的浪漫。     

新颖生物材料

美国佐治亚理工学院研制成一种可以代替动脉和膝关节软骨的水凝胶剂材料──Ｓａｌｕｂｒｉａ（拉丁语安全和健康）。目前他们已申请了专利，并期待得到美国食品与药品管理局的许可，以便用于制造膝关节软骨。这种水凝胶材料具有良好的水容量，与人体的神经组织十分相似，对神经组织无任何不良影响。它也是一种不含硅的有机聚合物，而硅却是一种令人怀疑的炎性物质。Ｓａｌｕｂｒｉａ具有良好的机械强度──弹性和柔软性，从而使它足以承受人体的内部压力；它的另一特点是与心脏心律同步。 通过动物试验，人们发现血心板并不能阻止Ｓａｌｕ…     

玩出来的新材料——气凝胶

作为一种诞生于20世纪初的材料,气凝胶本不属于最近发现的"新材料",然而近年来在多个领域的频繁亮相,令公众对这种材料产生了浓厚的兴趣,大呼新奇。与此同时,由于报道角度的不同,这种材料无疑成为了"多面体",给人以扑朔迷离之感。本文旨在以科普的笔调重塑气凝胶的形象,结合气凝胶的历史浅谈对这种材料的认识,以期澄清疑惑,加深理解。     

培养细菌 吞噬粪便

<正>我们真能将粪便"变废为宝"吗?比利时根特大学的研究人员给出了肯定的答案。近日,他们发现了一种获取能源的惊人方法,而且这种能源来自于人类的粪便。研究人员表示,使用"培训"后的细菌吞噬粪便,就能产生可利用的能源。事实上,这一实验思想主要借鉴于目前的下水道清污方法。科研人员使用了一种禁食策略,定期让细菌挨饿,然后让它们与粪便进行接触,它们就会变得非常"贪吃",并对其     

智能液体微型镜头问世

最近，科学家研制出一种新型智能液体微型镜头。尽管这种镜头体积十分微小，但其功能不可小觑。传统的人造光学聚焦系统是通过镜头的物理位移实现的，但随着微型技术的发展，利用复杂的机械方法来调整光学性能显然有点不合时宜了。今天，科学家研制出的智能液体微型镜头，其形状可在睫状肌的作用下自动调节，使得人眼很容易完成对不同距离的聚焦过程。这种液体镜头之所以可以自动调焦，其关键作用的部件就是能够对刺激做出及时响应的水凝胶。水凝胶被集成进一个微流系统并扮演液滴容器的角色，通过水凝胶对刺激的同步感应，进而促进液滴的形状调节而实现焦距的调节。     

氨基酸残基手性对肽基水凝胶性能的影响

肽基水凝胶作为一种可降解、生物相容性良好的生物材料,其氨基酸残基手性对水凝胶性能具有显著影响.一般情况下,在水凝胶骨架中引入D型氨基酸残基会增强水凝胶对蛋白酶水解的抵抗性,以及增强材料在宿主体内的免疫响应.同时,不同残基手性也会对细胞行为,如干细胞分化、骨修复,以及水凝胶的凝血、抗菌和抗肿瘤性能产生明显的影响.本文综述了近年来氨基酸残基手性在影响肽基水凝胶性能方面的研究,针对开环聚合获得的聚肽和缩合方法(包括固相合成)制备的寡肽与多肽等材料,重点阐述了氨基酸残基手性对肽分子及其水凝胶的二级结构、凝胶化性能、降解、免疫响应等性质,以及体外细胞行为、体内组织再生、抗菌性能和抗肿瘤作用等生物医学应用方面的影响.     

可携带大量墨水的钢笔

使用钢笔的一大缺点是不能吸入大量的墨水,外出时间长了墨水用完就无法使用,所以不少人参加考试时不得不多带几支钢笔。如果生产一种特制的钢笔,笔杆完全是一具可灌满墨水的夹套,一次可以灌满几倍量的墨水,那么就可以解决上述问题了。     

发现细菌家族的一环

美国国家科学基金会最近宣布,发现了一种特殊的细菌,可以作为天然肥料,而且它们可能正是细菌家族中“丢失环节”、即一种古老细菌的后裔.据研究推测,这种古老细菌是青蓝菌的直接前驱,而青蓝菌则是释放氧气从而形成地球支持生命的大气的细菌.新发现的细菌名为“原生趋日菌”(Heliobacillus mobilis),是印第安那大学一个研究小组在泰国脱粒后未碾过的稻谷中发现的.     

研究基因 庄稼抗寒

加利佛尼亚州的研究工作者已分离出一种细菌的基因。这种基因的研究最终将会在作物抗御严寒方面得到应用。这些美国植物病理学家分离出的基因,在水的冷冻期间,有助于形成结冰的晶核。大家知道,液态水可以“过冷”至大约—5℃而不结冰。但是,     

3D打印机生产实验器皿——“智能”容器可以驱动化学反应

为了满足不同的需要,利用3D打印机和浴室中常用的硅树脂密封胶,研究人员开发出一种控制化学反应的全新方法——打印出反应容器,使之成为试验本身的组成部分,并开启了一扇通往制造新一代个性试件的大门。由英国格拉斯哥大学化学家勒罗伊·克罗宁(Leroy Cronin)主持的上述试验,通过3D打印技术和计算机辅助过程,一层一层地建立起固态物件,靠快速凝固的浴室密封胶打印出各式各样的反应容器。这种用缀合催化剂"墨水"打印的容器能让     

以虫治菌

长期以来，科学家们都在致力于寻找更安全有效的抗生素。目前，在研究一种吸食植物汁液的昆虫怎样抵御细菌的感染时，研究人员发现这些昆虫是用一种小分子的肽来抗击细菌的，而不是用哺乳动物常用的自身产生的抗体。这对新型抗生素的研究很有启发。这种抗菌肽攻击细菌的生物机理非常独特，它用化学的方法在细菌细胞壁上打穿一个洞，     

自修复水凝胶材料的设计合成及生物医学应用

水凝胶柔软且有弹性,含水量高,其结构、性能与生物组织相似,生物相容性和生物安全性好.因此,被广泛应用于组织工程、药物输送、创伤敷料等领域,具有非常广阔的应用前景.自修复材料模仿生物体损伤自愈原理,自行发现损伤和裂纹并通过一定机理自修复愈合,是近年来水凝胶领域的研究热点和难点.本文综述了近10年来具有代表性的自修复物理水凝胶和自修复化学水凝胶等新型高分子水凝胶方面的重要研究进展,总结了其设计与合成的基本原理和方法,介绍了几种典型的水凝胶自修复机制,阐述了基于静电作用、疏水作用、氢键作用、主客体作用等物理作用,以及基于酰腙键、亚胺键、二硫键等可逆化学键作用的自修复水凝胶的应激自修复原理和特性.在此基础上,分析讨论了自修复水凝胶作为潜在生物材料仍需解决的关键科学问题,并对本领域的发展趋势进行了展望.     

神奇的电子墨水

在新英格兰实验室里的一个架子上,摆放着一些红色、绿色、蓝色的玻璃瓶,其中所装的东西可能正孕育着通讯领域的下一场革命。原来这些小瓶子中盛装的是墨水,但不是我们通常用来灌钢笔的那种普通墨水,而是电子墨水——一种具有神奇魔力、能适时显现和消失的液体。一张纸如果涂上这种电子墨水,并与一种类似于寻呼机所用的电路相结合,就会变成一张神奇的电子纸,你可以在其上反复印刷数百万次,而无需任何印刷机。它将改变几乎所有我们所阅读的东西。那时由它印制的报纸的大标题将可时时更新,就像最先进的新闻公告栏;体育杂志将根据比赛进程随时报造分数;而放在你枕边的言情小说,也会听从你的吩咐变成一本恐怖小说。