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2024
07-17香港科技大學(xué)：識別材料柔軟度和種類的摩擦電雙模態(tài)觸覺傳感器
▲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，對外部環(huán)境進行敏銳感知。隨著人工智能時代的興起，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)有望為機器人、假肢和執(zhí)行器等設(shè)備提供真實的觸覺感知。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，由于其設(shè)計復(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)計一種易于集成的觸覺傳感器，能夠同時提供材料類型、柔軟度和楊氏模量等信息，對推動多模2024
07-15墨爾本大學(xué)《Small》：用于可拆卸微流體裝置的微聲全息圖
微流控技術(shù)已經(jīng)成為化學(xué)、納米科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個重要工具之一。相較于傳統(tǒng)的實驗室技術(shù)，微流控設(shè)備因其結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低、響應(yīng)速度快以及能夠精確控制微環(huán)境等優(yōu)勢而受到青睞。為了在微流控系統(tǒng)中實現(xiàn)微米級別的精準(zhǔn)操作，研究者們開發(fā)了多種技術(shù)手段，如微夾具、電潤濕技術(shù)，以及磁光力和聲學(xué)力等。在這些技術(shù)中，聲學(xué)操控因其無需接觸、良好的生物相容性以及對細(xì)胞尺度操控的能力而被廣泛應(yīng)用于微流控設(shè)備中。在聲學(xué)微流控設(shè)備中，聲場通常形成壓力場模式，包括節(jié)線/反節(jié)線位置，并用于翻譯和圖案化液滴、顆粒和細(xì)胞。這些2024
07-12浙江大學(xué)《Nature》：可3D打印的彈性體，具有超高強度和韌性！
彈性體因其柔韌性和彈性廣泛應(yīng)用于汽車、建筑和消費品等行業(yè)，并在微流體、軟機器人、可穿戴電子設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備等新興領(lǐng)域逐漸受到重視。機械強度是所有應(yīng)用的基本要求，因此如何兼顧柔軟性和強度一直是研究的重點。天然蜘蛛絲因其高強度為合成軟材料提供了靈感，盡管其超級結(jié)構(gòu)（β片）難以復(fù)制，但分層結(jié)構(gòu)設(shè)計為增強彈性體機械強度提供了思路。然而，這些設(shè)計原理不能直接應(yīng)用于需要快速光固化的數(shù)字光處理（DLP）三維打印。光敏樹脂通常含有大量的多功能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，限制了分子設(shè)計的自由度，并導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不均勻和殘余應(yīng)2024
07-08中南大學(xué)《Nano Letters》：微流控聲空化器件精準(zhǔn)調(diào)控脂質(zhì)體粒徑分布
脂質(zhì)體作為最有前景的藥物載體之一，可以改變藥物的藥代動力學(xué)特性，延長藥物的循環(huán)時間，減少藥物的毒副作用，已被廣泛應(yīng)用于抗腫瘤藥物遞送、基因治療、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。值得注意的是，脂質(zhì)體的粒徑對于脂質(zhì)體在體內(nèi)的血液循環(huán)、細(xì)胞攝取和組織滲透等方面都發(fā)揮著重要作用，因此，對脂質(zhì)體藥物的藥效學(xué)和藥代動力學(xué)產(chǎn)生重要的影響。目前，常見的脂質(zhì)體制備方法包括薄膜水化法、逆向蒸發(fā)法、乙醇注入法等，這些方法都難以在脂質(zhì)體形成的過程中對脂質(zhì)體的粒徑進行直接的調(diào)控。傳統(tǒng)的后處理方法，如脂質(zhì)體擠出和超聲振蕩，雖然可以減小脂質(zhì)2024
07-05用于光學(xué)視網(wǎng)膜血管成像設(shè)備評估的視網(wǎng)膜多血管網(wǎng)絡(luò)模型的快速原型設(shè)計
在當(dāng)今醫(yī)療技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，人們對視網(wǎng)膜血管健康的關(guān)注日益提升，因為這對保持健康視力非常重要。例如，高血壓性視網(wǎng)膜病、視網(wǎng)膜血管阻塞和糖尿病視網(wǎng)膜病等視網(wǎng)膜血管病變，都可導(dǎo)致視力喪失。而且，視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)的變化更是被證明可以預(yù)測可能誘發(fā)的多種疾病。因此，準(zhǔn)確地映射視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)已成為眼科診斷的一個關(guān)鍵目標(biāo)。針對這一需求，眼科醫(yī)療器械領(lǐng)域開發(fā)了多種檢查視網(wǎng)膜血管的技術(shù)，包括眼底相機、熒光素血管造影(FA)和光學(xué)相干斷層掃描血管成像(OCTA)等。然而，這些技術(shù)的校準(zhǔn)和性能評估缺乏能夠模擬人眼視2024
07-04香港城市大學(xué)：基于3D打印的仿生高韌機械超材料，摩方助力超材料研發(fā)突破
具有交錯層狀微納結(jié)構(gòu)的海螺殼以良好的吸能特性而聞名。其內(nèi)部的軟-硬界面可在保證有效能量吸收的同時合理調(diào)控生成裂紋的走向，提高了整體破壞的能量吸收閾值。受此啟發(fā)，香港城市大學(xué)機械工程系的陸洋教授提出了一種機械超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計長程周期性概念：即在保留整體結(jié)構(gòu)周期性的基礎(chǔ)上引入了局域特殊性，從而同時實現(xiàn)機械超材料在受力變形過程中剪切帶均勻分布與尺寸縮減的目的。此外，基本單元節(jié)點異質(zhì)性帶來的約束梯度能夠?qū)崿F(xiàn)超材料內(nèi)部破壞位置與順序的有效調(diào)控。通過利用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術(shù)（nan2024
07-013D打印內(nèi)窺鏡技術(shù)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)
3D打印內(nèi)窺鏡技術(shù)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)如下：優(yōu)勢：制造效率提升：3D打印技術(shù)可以直接將設(shè)計好的模型轉(zhuǎn)化為實物，省去了傳統(tǒng)制造中的多道工序和加工，從而大大縮短了制造周期，提高了生產(chǎn)效率。成本降低：相較于傳統(tǒng)制造方式，3D打印技術(shù)減少了材料和工具的浪費，降低了不必要的開銷，使得內(nèi)窺鏡的制造成本得以降低。精度和靈活性提高：3D打印技術(shù)能夠精確地制造出設(shè)計好的模型，并且可以根據(jù)需要進行個性化的定制，提高了制造的靈活性和精度，使得內(nèi)窺鏡更加符合醫(yī)療需求。微型化和定制化：3D打印技術(shù)使得內(nèi)窺鏡的微型化成為可能，同時2024
07-01美國圣母大學(xué)《ACS Nano》：用于細(xì)胞外納米載體的可擴高通量等電位分離平臺
微流控(microfluidics)是一種以在微納米尺度空間中對流體進行精確操控為主要特征的科學(xué)技術(shù)，具有將生物、化學(xué)等實驗室的基本功能諸如樣品制備、反應(yīng)、分離和檢測等微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力，其基本特征和優(yōu)勢是多種單元技術(shù)在整體可控的微小平臺上靈活組合、規(guī)模集成。該技術(shù)通過對流量的控制，實現(xiàn)化學(xué)分析、藥物篩選、細(xì)胞培養(yǎng)、基因檢測等多種功能，在時間和空間上為實驗機構(gòu)研究分子濃度控制帶來了全新的技術(shù)解決方案。微流控的兩項主要應(yīng)用為POCT和生物制藥科研（包括測序、基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)）。根2024
06-28南洋理工大學(xué)王一凡團隊：光固化3D打印可控粘附與力學(xué)性能的水凝膠傳感器
導(dǎo)電水凝膠材料在可穿戴傳感應(yīng)用中得到了廣泛的研究，因為它們具有良好的電導(dǎo)性、生物相容性以及接近人體皮膚的彈性模量等優(yōu)勢。基于水凝膠的可穿戴應(yīng)變傳感器由于其在實時健康監(jiān)測和運動檢測中的應(yīng)用前景廣闊，最近引起了人們的極大興趣。然而，在水凝膠系統(tǒng)中同時實現(xiàn)綜合的高拉伸性、自粘性和長期保水性能仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，這限制了它們在可穿戴電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。近期，南洋理工大學(xué)王一凡教授團隊針對于可穿戴水凝膠傳感器的力學(xué)性能，黏附性能，保水性能以及生物相容性能難以兼顧的問題，通過引入蠶絲蛋白，設(shè)計了一種可光固化2024
06-27多仿生槽錐刺結(jié)構(gòu)實現(xiàn)跨氣-液界面定向操控，摩方助力仿生輸送系統(tǒng)研發(fā)
西南科技大學(xué)微納仿生系統(tǒng)與智能化研究團隊李國強教授與海河實驗室曹墨源研究員合作，受魚刺微油滴操控功能、水稻葉表面各向異性液滴滑動現(xiàn)象啟發(fā)，利用摩方精密PμSL高精密3D打印技術(shù)（nanoArch®S140，P150）制備了一種多仿生槽錐刺結(jié)構(gòu)（BGCS）實現(xiàn)水下油滴的逆重力高效運輸與收集。仿生槽錐刺集油陣列裝置表現(xiàn)出在水環(huán)境下連續(xù)、自發(fā)地收集油滴的性能。該研究為復(fù)雜環(huán)境下的油滴從輸送到收集提供了一種集成、通用的新策略，在水下微油滴收集系統(tǒng)、生物分析及污染治理等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。2024
06-26新加坡國立大學(xué)劉小鋼團：制備用于提高射線成像性能的像素化雙錐形光纖陣列
當(dāng)前，在全球范圍內(nèi)科技與產(chǎn)業(yè)革命的浪潮中，信息光電子、激光加工、激光全息、光電傳感等技術(shù)正在快速發(fā)展。光電產(chǎn)業(yè)與能源、信息、醫(yī)療等領(lǐng)域的結(jié)合和滲透也在加速，推動著新技術(shù)、新產(chǎn)品和新商業(yè)模式的不斷涌現(xiàn)，全球光電產(chǎn)業(yè)的競爭格局經(jīng)歷重大重塑。據(jù)MarketResearchFuture預(yù)測，到2032年，光電市場的規(guī)模將從2024年的381.9億美元增長至845億美元。預(yù)計在2024至2032年期間，該市場的年復(fù)合增長率為10.44%，其中光電子在多個不同領(lǐng)域的應(yīng)用增加以及紅外元件利用率的提高是促進市場2024
06-21微納3D打印技術(shù)在耐高溫連接器制備中的應(yīng)用
隨著大數(shù)據(jù)、5G時代的到來，移動通信、計算機等領(lǐng)域迎來新的發(fā)展機會，連接器已成為這些行業(yè)急需的組件。同時，受益于通信、消費電子、新能源汽車、工控安防等行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，全球連接器市場需求保持著穩(wěn)定增長的態(tài)勢，全球連接器總體市場規(guī)模總體呈現(xiàn)上升態(tài)勢。為滿足下游終端產(chǎn)品的短小輕薄、性能提升的發(fā)展趨勢，連接器也逐步向微型化、高速化和大電流方向發(fā)展。終端產(chǎn)品的微型化，意味著連接器的線距不斷變小、接觸點更加密集，需要在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)同等的功能，也對連接器內(nèi)部的觸腳間電阻、抗電磁干擾能力以及微型化設(shè)計等各方2024
06-21港大、港理工和山東大學(xué)《Science》：仿若綠的選擇性定向液體傳輸
液體在固體表面的定向傳輸對許多應(yīng)用都至關(guān)重要，例如生物醫(yī)學(xué)檢測、水收集、海水淡化、傳熱傳質(zhì)等。自然界中的定向傳輸現(xiàn)象為液體在表界面?zhèn)鬏斕峁┝素S富的解決方案。例如，仙人掌將收集的霧汽從刺尖輸送到根部；蜘蛛絲將捕獲的霧汽從周期性紡錘結(jié)輸送到關(guān)節(jié)；蜥蜴通過相互連接的毛細(xì)通道將水輸送到鼻子；翼狀豬籠草利用多尺度結(jié)構(gòu)從唇內(nèi)邊緣向外邊緣定向輸送花蜜；南洋杉葉利用毛細(xì)鋸齒效應(yīng)沿固定方向輸送特定液體。然而，科學(xué)家們在這些生物體系中發(fā)現(xiàn)，液體傳輸都具有相同的模式，即一種液體只能沿著固定的方向定向傳輸。這不禁令我們2024
06-18華中科技大學(xué)、南洋理工大學(xué)：可注射超聲傳感器用于顱內(nèi)生理信號監(jiān)測
當(dāng)前，臨床上監(jiān)測顱內(nèi)壓等關(guān)鍵生理指標(biāo)的技術(shù)，通常需要通過外科手術(shù)將有線傳感器植入患者顱內(nèi)。這種方法存在一定風(fēng)險，如術(shù)后感染和并發(fā)癥等。盡管現(xiàn)有的無線電子傳感器能夠在一定程度上降低這些風(fēng)險，但由于它們的體積較大（例如，傳統(tǒng)電子元件的截面積往往超過1平方厘米），因此不適合通過微創(chuàng)注射方式植入。此外，由于無線電子傳感器不能在體內(nèi)自然降解，患者還需要進行二次手術(shù)來移除它們。因此，在臨床實踐中，這些無線傳感器也面臨著許多挑戰(zhàn)。華中科技大學(xué)臧劍鋒教授、姜曉兵教授以及新加坡南洋理工大學(xué)陳曉東教授團隊攜手合作，2024
06-14西安交通大學(xué)：高滲透性、黏附和長時間耐用性的仿樹蛙腳蹼的可穿戴柔性電極
近年來，隨著生理電信號在輔助醫(yī)療、科學(xué)訓(xùn)練及神經(jīng)科學(xué)研究等的領(lǐng)域的不斷深入和廣泛應(yīng)用，可穿戴柔性電極成為了眾多學(xué)者的研究焦點。非侵入式柔性電極能夠?qū)⑷梭w內(nèi)部的離子電信號轉(zhuǎn)換為電子元器件可讀取的電子信號，成為了連接這兩者的橋梁。然而如何實現(xiàn)高質(zhì)量信號的采集、實現(xiàn)不同皮膚狀態(tài)下的長時間穩(wěn)定粘附及提高長時間穿戴舒適性，是阻礙柔性電極應(yīng)用的研究難點。盡管已有研究團隊提出了許多能提高粘附力與增加透氣性的結(jié)構(gòu)，但仍舊難以實現(xiàn)穩(wěn)定粘附性、低界面阻抗和高透氣性的有機統(tǒng)一。因此，開發(fā)一款兼具高透水透氣性和粘附穩(wěn)定2024
06-12蘭州大學(xué)范增杰：協(xié)同緩解肌肉力量減退促進神經(jīng)再生的仿生海參微針神經(jīng)導(dǎo)管
周圍神經(jīng)損傷（Peripheralnerveinjury，PNI）是一種常見的外傷性疾病，常由車禍、戰(zhàn)傷、工傷和醫(yī)療事故等引起。PNI的典型臨床表現(xiàn)為受損神經(jīng)所支配的區(qū)域出現(xiàn)感覺和運動功能障礙，其嚴(yán)重程度因損傷程度而異。這種疾病給患者帶來了極大的痛苦與不便，嚴(yán)重影響了他們的生活質(zhì)量；同時，也給患者與社會帶來了沉重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。PNI的傳統(tǒng)治療方法可分為手術(shù)治療和非手術(shù)治療兩類。非手術(shù)治療方法包括電刺激、磁刺激、激光光療等，而手術(shù)治療方法包括神經(jīng)縫合術(shù)和神經(jīng)移植術(shù)（包括同種異體移植和自體移植）。其中2024
06-072024
06-07深圳大學(xué)張學(xué)記團隊：用于生酮飲食管理的可穿戴垂直石墨烯微針生物傳感器
生酮飲食在治療慢性疾病方面引起了人們極大的興趣，但長期的生酮飲食也存在健康風(fēng)險。盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)在診斷和治療方法上取得了進步，但在這種飲食策略的個性化健康管理方面仍存在巨大差距。因此，本研究提出了一種用于實時監(jiān)測酮體和葡萄糖的可穿戴微針生物傳感器。這種微針陣列具有出色的機械性能，可對間質(zhì)生物標(biāo)記物進行持續(xù)取樣，同時減少皮膚穿刺帶來的疼痛。垂直石墨烯具有出色的導(dǎo)電性，使傳感器具有234.18μAmM-1cm-2的高靈敏度和1.21μM的低檢測限。將這種集成的生物傳感器用于人體志愿者時，它在跟蹤動態(tài)代謝2024
06-06西湖大學(xué)周南嘉團隊:通過模塊化設(shè)計的擠出頭調(diào)控纖維內(nèi)部周期性結(jié)構(gòu)
具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多材料一維（1D）纖維一直是科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點。其柔性、可擴展性和多功能性使纖維廣泛應(yīng)用于驅(qū)動器、發(fā)光器件、儲能設(shè)備、傳感器和藥物輸送裝置等應(yīng)用。其中，周期性結(jié)構(gòu)纖維可以通過對周期的設(shè)計和調(diào)控，顯著提高纖維的性能和功能。將一維纖維組裝成二維圖案或三維結(jié)構(gòu)將大大擴展其應(yīng)用空間。然而，傳統(tǒng)的纖維加工方法（包括熔融紡絲、溶液紡絲和靜電紡絲）需要編織、針織等后紡絲工藝，這限制了生產(chǎn)效率，并給材料選擇和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造帶來了困難。與傳統(tǒng)制造相比，增材制造(AM)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計和快速2024
06-033D打印內(nèi)窺鏡：技術(shù)原理、優(yōu)勢與前沿應(yīng)用
技術(shù)原理：3D打印內(nèi)窺鏡采用先進的增材制造技術(shù)，通過逐層疊加生物兼容材料來構(gòu)建復(fù)雜且高精度的醫(yī)療器械。這一技術(shù)使得內(nèi)窺鏡能夠根據(jù)患者的具體生理結(jié)構(gòu)和病變情況進行個性化定制，從而提高診斷的準(zhǔn)確性和舒適度。在制造過程中，3D打印技術(shù)能夠輕松實現(xiàn)傳統(tǒng)制造方法難以達到的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和微小細(xì)節(jié)，從而提高了內(nèi)窺鏡的性能和可靠性。優(yōu)勢：個性化定制：3D打印技術(shù)可以根據(jù)患者的具體情況定制內(nèi)窺鏡，更好地適應(yīng)患者的生理特點，提高診斷的準(zhǔn)確性和舒適度。高精度制造：通過3D打印技術(shù)，可以制造出具有高精度、高效率特點的內(nèi)窺鏡掃一掃訪問手機商鋪
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