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基于形状记忆聚合物的一种新型的 “万能抓手”策略
浙江大学航空航天学院宋吉舟教授团队,便基于形状记忆聚合物,提出了一种新型的“万能抓手”策略。这个“万能抓手”的载体非常简单,就是一块智能“塑料”。别瞧它结构简单,本领可不小,它可以把目标物体“锁”在体内,轻松地抓取1微米到1米大小之间任何形状的物体。 目前这一研究成果已发表在知名学术期刊《科学进展》(Science Advances)上,文章共同第一作者为浙江大学航空航天学院硕士生令狐昌鸿和博士生张顺,通讯作者为浙江大学航空航天学院宋吉舟教授。 宋吉舟教授团队的“万能抓手”何以做到“探囊取物”?靠的便是形状记忆聚合物。形状记忆聚合物是一种特殊的智能材料,论其特殊,就特殊在它的“逆来顺受”:在外部刺激作用(如光、热)控制下,形状记忆聚合物可软可硬,在受到一定的外力作用导致变形后,它就能保持这个变形后的形状,可谓“顺其自然”;然而在一定的外部刺激作用下,它又会变回原来的样子。目前形状记忆聚合物已经被广泛用于智能织物、电子包装管的热收缩膜、航空器太阳能帆板展开机构、智能医药器件等领域。 宋吉舟教授团队的新策略:第一步,就是抓取物体时,先在外部刺激作用下,让形状记忆聚合物变得柔软,趁此机会将物体或者物体表面的结构嵌入其中;第二步,去掉外部刺激,让形状记忆聚合物变回刚硬的状态,保持住该变形的临时形状,将物体“锁住”,从而把物体抓取起来;第三步,等把物体转移到目的地之后,再次施加外部刺激,形状记忆聚合物就会恢复初始形状,将物体“解锁”释放。 形状记忆聚合物万能抓手抓取和释放物体的流程示意图 形状记忆聚合物这块智能 “ 塑料 ” ,就好像是一把有魔力的万能锁,能锁住世间万物:为了获取 “ 猎物 ” ,它 先 变成柔软的橡皮泥,把物体柔柔地包住,然后变成坚硬的石头,把物体牢牢地锁住,等把物体 “ 押送 ” 到目的地,又会重新变成软软的橡皮泥并释放物体。宋吉舟教授介绍,这把 “ 万能锁 ” 能在典型的三维结构物体上产生很大的抓力,包括球体、方块、管状物体、螺栓、螺母、枣核、钥匙串等;更厉害的是,它还能像壁虎一样, 粘附在物体表面 ,不论物体表面光滑还是粗糙。 形状记忆聚合物万能抓手对典型宏观物体的抓力   那么对于尺寸小的物体,这个抓手又是如何发挥功效的呢?当物体尺寸小到微观尺度(100微米左右或者更小),物体受到的表面力,特别是与抓手的粘附作用强,会给物体的释放带来较大的挑战。在该设计中,抓手通过把物体或者物体表面的结构锁在其内部实现抓取,不依赖抓手的粘附力,所以当粘附力给物体释放带来挑战时,就可以在抓手表面镀上一层特殊材料,或者增加抓手表面粗糙度来减弱粘附,从而实现物体释放。这样,即使是75微米大小的不规则铁颗粒或者是直径10微米的二氧化硅球,也能顺利从形状记忆聚合物万能抓手上得到释放。 使用形状记忆聚合物万能抓手操纵75 微米的不规则铁颗粒和10微米直径的二氧化硅球 “微观抓手就像微观世界里的吊车,可以用它在微观世界里搭建‘建筑’,制作特殊的光电器件。”令狐昌鸿说,“这个抓手在微观视角下还有一个优势,就是一个抓手就是数以万计的微观吊车,可以高效地在微观世界工作。” 谈及具体应用,宋吉舟教授表示,在柔性电子制备中,最重要的一步就是微观元器件的快速组装,即把制备基底上数以万计或者更多的维纳元器件转移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附来一次性抓取这些元器件,但是释放的时候粘附就变成了限制因素。而宋吉舟教授课题组提出的这个策略,完全不依赖粘附,为柔性电子的制备提供了一种新思路,有望推进柔性电子的工业化进程。 使用形状记忆聚合物万能抓手组装柔性电子器件的简单展示 该项目得到了国家973计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等的支持。
浙江大学 2021-04-10
基于人工智能的抗衰老天然化合物的发现与评价技术
浙江大学 2021-05-10
蜂窝网络下的联合功率控制的D2D通信资源分配方法
高校科技成果尽在科转云
电子科技大学 2021-04-10
基于内在表型的中国人慢性鼻-鼻窦炎精准诊疗策略的构建
已有样品/n甲状腺肿瘤发病率居高不下,临床上尚缺乏相关分子标记物对患者 进行危险分层,无法准确区分有颈部淋巴结转移的高危患者,导致高危 患者治疗效果不理想,复发率高。反之,部分低危患者由于不可控的因 素接受了颈部淋巴结清扫,遭受了不必要的并发症和经济损失。阐明新 lncRNA 在甲状腺癌高危转移中的作用机制,评估其用于预测患者肿瘤复 发转移风险的可行性,可以为筛选甲状腺癌高危复发转移患者,定制个 体化治疗提供新思路。该项目还在研发阶段,基于我们的前期基础还需 进一步扩大临床样本量进行验证,在动物实验
华中科技大学 2021-01-12
一种在预拉伸的弹性基板上进行柔性电子图案化的方法
本发明公开了一种在预应变弹性基板上进行柔性电子图案化的方法,包括如下步骤:(1)在水平方向上以一定应变率拉伸弹性基板;(2)计算在自然态下的所述弹性基板上各点在拉伸态下对应的坐标,得到在自然状态下构成预期规则图案的离散元器件之坐标在拉伸态下对应的坐标,以及自然状态下互联结构在拉伸态下对应的互联结构;(3)将离散元器件布置在所述拉伸态下对应的坐标上,将互联结构布置在拉伸态对应的互联结构上;(4)释放基板,即可获得均匀分布的柔性电子图案。本发明可完成离散元器件从拉伸态到自由态的坐标变换,不需要制备掩膜,
华中科技大学 2021-01-12
一种基于环境友好型纳米容器的自愈合涂层的制备方法
本发明设计了一种基于环境友好型纳米容器的自愈合涂层,属于金属防腐涂层领域。其特征在于:采用层层自组装的方法将壳聚糖和聚天冬氨酸交替沉积在纳米二氧化硅材料表面,将层层组装的纳米二氧化硅材料离心、去离子水洗、干燥,得到环境友好型纳米容器,将环境友好型纳米容器与稀释剂按照一定比例混合,超声分散得到组分一;将环氧树脂、分散剂和流平剂添加到组分一中,混合均匀后添加固化剂,得到分散均匀的自愈合涂层。采用本发明制得的自愈合涂层所用的原材料绿色环保,廉价易得;纳米容器中的缓蚀剂负载量大;在涂层破损微区,负载缓蚀剂的纳米容器能够释放出缓蚀剂分子吸附在金属表面形成保护膜,起到一定的自愈合作用。
青岛农业大学 2021-04-13
利用新型植物生物反应器的进行种苗的工厂化扩繁
 传统的植物组织培养的方法是以琼脂为支持物的半固体或固体培养。固体、半固体培养是一个劳动密集型技术,需要大量的手工劳动,导致生产成本居高不下。液体培养易于操控,适合大规模的组培生产,但是由于组培苗长期的浸泡在液体中,无法进行有效的气体交换,组培苗玻璃化情况严重、抗逆性较差,栽培死亡率高,也增加了生产成本。随着植物组织培养产业日益兴盛,传统的固体、半固体培养及液体培养模式已经满足不了产业的需求。新型生物反应器采用间歇浸没培养模式和自动化控制技术,并以半夏等药用植物为材料进行试验,优化该装置的浸没频率等参数,实现了高通量植物种苗的工厂化扩繁。与传统的培养模式作比较,无论在培养周期、种苗质量上均较优。由于通量大,在育种上的应用节省了时间和人力、物力,效率大大提高,达到产业化应用水平。项目技术优势间歇浸没培养系统结合了固体培养(最大化气体交换)和液体培养(营养充分的吸收)的优点,在很多种植物幼苗和体细胞胚体的培养中占有一定的优势,植物的长势情况和增殖率比传统的固体培养、半固体培养和液体培养都要好,所获得的幼苗和体细胞胚体质量高,更能很好的适应环境,移栽成活率较高。间歇浸没培养模式采用程序控制,自动化程度高,大大的减少了劳动力的消耗,生产成本和传统的模式相比大幅度的降低,在商业化生产上占有很大的优势。①.减少甚至避免玻璃化 实验证明,增加通风和植物材料间歇的接触液体培养基是降低玻璃化的有效方法,而间歇浸没培养系统正好具备这两个特征。②.组培苗环境适应性强 利用传统的培养方式获得的组培苗,对环境适应能力较弱,在炼苗阶段由于环境变化较大,一般成活率较低。但间歇浸没系统获得的植物由于在培养时就进行了外界空气的锻炼,因此,绝大多数能够成功的适应环境,炼苗成活率较高。
南京工业大学 2021-04-13
具有片状结构的聚苯胺/蒙脱土复合吸附剂的制备方法
(专利号:ZL 201210405199.7) 简介:本发明提供一种具有片状结构的聚苯胺/蒙脱土复合吸附剂的制备方法,属于高分子纳米复合材料制备技术领域。本发明方法所制备的具有片状结构的聚苯胺/蒙脱土复合吸附剂,通过在蒙脱土表面修饰上具有掺杂功能的高分子酸,利用蒙脱土独特的二维纳米结构和巨大的比表面积等特点,采用原位化学氧化聚合方法将聚苯胺和蒙脱土有机结合形成具有片状结构的复合材料。本发明方法制备工艺简单、条件可控,制得的聚苯胺/蒙脱土复
安徽工业大学 2021-01-12
用于校正农产品光学特性检测装置的固体仿体的制造模具
本实用新型公开了一种用于校正农产品光学特性检测装置的固体仿体的制造模具。包括三种针对不同使用需求的模具,分别是用于制作薄平板型固体仿体的模具、用于制作厚平板型固体仿体的模具和用于制作带半球厚板型固体仿体的模具,模具通过模块化组件搭建而成;模块化组件包括底座板、薄中间板、注射器、厚中间板、烧杯和半球板,薄中间板和厚中间板均为中部开有通槽的环形结构,环形结构的侧壁开有用于注入液体的径向通道,底座板为一块平板结构,半球板为一端中心带有凸台的平板结构,半球板非凸台端面中心开有半球形孔。本实用新型的模具模块化成本低,制作固体仿体时间短,制作的固定固体仿体能够长期保存,能够用于提高农产品光学特性的检测精度。
浙江大学 2021-04-13
胆汁酸不仅促进肠道脂类的吸收,也参与肾脏水盐代谢的调节
证明了胆汁酸不仅促进肠道脂类的吸收,也参与肾脏水盐代谢的调节。胆汁酸通过激活肾脏集合管主细胞TGR5受体,增加水通道蛋白表达,促进肾脏水的重吸收,缓解肾源性尿崩症。该研究揭示了胆汁酸及其特异受体在肾脏功能调节的新作用,有助于理解某些肝脏疾病发生发展过程中伴有的水盐代谢紊乱如肝硬化腹水或肝肾综合征等病理生理学变化,提出了新的分子机制,具有一定的理论意义。
中山大学 2021-04-13
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