机械传感是将细胞外的机械刺激转化为细胞内的生化信号,是活细胞的一种基本特性。然而,赋予合成材料与生物水平相当的机械传感能力是具有挑战性的。
在这里,加州大学圣地亚哥分校Shengqiang Cai开发了超灵敏和坚固的机械发光生物复合材料,使用嵌入甲藻的水凝胶,单细胞微藻对机械应力具有近瞬时和超灵敏的生物发光响应。
文章要点
1)嵌入的甲藻不仅保持了其固有的机械发光,而且有了疏水涂层,活的复合材料在恶劣的条件下只需最少的维护就能保持5个月的寿命。
2)研究人员将活体复合材料三维打印成具有高空间分辨率的大规模机械发光结构,并利用双网络水凝胶提高了其力学性能。
3)研究人员提出了一个对应的数学模型,该模型捕获了实验的机械发光观测,以基于变形和外加应力来预测机械发光。
4)此外,还展示了机械传感复合材料在仿生软执行器中的使用,该软执行器在磁致动时发出彩色光。这些机械传感复合材料在生物混合传感器和机器人领域具有巨大的潜力。
参考文献
Chenghai Li, et al, Ultrasensitive and robust mechanoluminescent living composites, Sci. Adv. 9 (42), eadi8643.
DOI: 10.1126/sciadv.adi8643
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi8643