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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
西湖大学刘志常团队提出合成三叶结新策略|Nature Synthesis报道
刘志常经常调侃自己是一个在分子层面“纠结”的人。在西湖大学,他带领着一个“异想天开”给分子打结的实验室。被打了结的分子,除了空间结构的变化,还会如同弯弓一样呈现出张力,科学家得以借此调控分子的性质,并探索新应用可能。
西湖大学 2022-10-21
一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略
自然界中,贵金属金(Au)的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度,利用湿法化学合成方法,人们才能获得具有独特光学性质的,密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式,可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构,获得更多的结构信息。但是,具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧(DAC)技术对4H相的Au纳米材料进行研究,探索其结构和相变过程,达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明,压力在1.2 – 26.1 GPa之间,Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时,该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力,获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时,相比纯4H相的Au纳米带,具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点,可以促进4H-fcc的相变过程。此外,课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论(DFT)计算的结合,首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为(-112)4H晶面的整平,并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解,而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略,该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。
南方科技大学 2021-04-13
清华团队提出多孔膜中催化剂取向生长策略,制备碱性电解水的有序化膜电极,将1m³氢气电耗降至3.83度
清华大学王保国教授团队从事膜分离和电化学工程的交叉领域科学研究,迄今已有近 20 年时间。他们从降低能耗角度出发,提出了“一体化”膜电极的概念,其核心是通过在多孔膜中,电催化剂原位取向生长策略,降低电子/气体/离子的传递阻力,从而提高电解水产氢速率。
清华大学 2023-08-09
具有Aurora激酶抑制活性的嘧啶衍生物及其制备方法以及应用
恶性肿瘤是严重威胁人类生命健康的一类疾病。临床上肿瘤的治疗用药分为传统细胞毒类药物和新型 分子靶向药物,后者通常具有相对明确的靶点,抑制肿瘤细胞生长而减少对正常细胞的作用,对肿瘤的选 择性高,毒性小。自1998年科学家证实肿瘤的发生与Aurora激酶的过度表达有密切关系后,引发了学术界 和制药工业界将Aurora激酶作为抗肿瘤药物作用靶点的研究热潮。
中山大学 2021-04-10
一种倍半萜衍生物的晶型及其制备方法与用途
本发明提供了一种倍半萜衍生物的晶型及其制备方法与用途,晶型A的X‑ray粉末衍射图谱中,2θ衍射角在6.840±0.2、9.390±0.2、15.980±0.2、16.830±0.2、17.780±0.2、18.760±0.2、19.340±0.2、20.400±0.2、21.910±0.2、23.280±0.2、25.520±0.2、26.680±0.2、27.490±0.2、32.110±0.2、32.300±0.2、37.980±0.2、44.230±0.2的位置对应有特征衍射峰。本发明所述的晶型A结晶度高、基本上具有不吸湿性;显示出更有利的溶解动力学。
南开大学 2021-04-10
一种简便制备萘并噁嗪酮衍生物的方法
(专利号:ZL 201510260743.7) 简介:本发明公开了一种简便制备萘并噁嗪酮衍生物的方法,属于离子液体催化技术领域。该制备反应中芳香醛、β‑萘酚和尿素的摩尔比为1:1:1,酸性离子液体催化剂的摩尔量是所用芳香醛的5~10%,反应溶剂90%乙醇水溶液以毫升计的体积量为芳香醛以毫摩尔计的摩尔量的4~6倍,反应压力为一个大气压,回流反应50~110min,反应结束后冷却至室温,有大量固体析出,碾碎固体,静置,抽滤,所得滤渣90%乙醇水溶液洗涤、真空干燥后得到产物。本发明与采用其它酸性离子液体催化剂的制备方法相比,具有催化剂催化活性高、可生物降解性好、原料利用率高、反应条件较为温和以及整个制备过程操作简单方便等特点,便于工业化大规模应用。
安徽工业大学 2021-04-11
喜树碱及其衍生物的自乳化药物前体及其应用
本发明公开了一种喜树碱及其衍生物的自乳化药物前体,其是由药物分子与亲水基团共价结合而成的;其中,所述的药物分子为喜树碱分子或喜树碱衍生物分子,该前体的携药量可高达50%以上。本发明还公开了该自乳化药物前体的应用,其在水中能形成纳米尺寸胶束或者囊泡,可以作为药物载体,用于负载其它抗癌药物如CPT衍生物、紫杉醇、姜黄素、甲氨蝶呤、伊立替康、丹酚酸、苦参碱、阿霉素等中的一种或多种,形成携带多种药物的纳米药物,实现了药物的协同治疗。
浙江大学 2021-04-11
芳氧羧酸及其衍生物在控制作物害虫中的应用
本发明公开了一种芳氧羧酸及其衍生物在控制作物害虫中的应用,从而保护植物免受害虫危害或使植物作为诱虫植物而控制害虫危害,本发明将芳氧羧酸及其衍生物应用于植物体,从而导致靶标植物对鳞翅目害虫产生系统性的直接抗性、对半翅目害虫产生系统性的敏感性,但同时又提高植物对两类害虫的间接抗性。
浙江大学 2021-04-11
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