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香港城市大學(xué)王鉆開教授及其合作者借鑒南洋杉葉片多重懸臂結(jié)構(gòu)特征，制備了仿南洋杉3D毛細鋸齒結(jié)構(gòu)表面，通過建立3D固/液界面交互作用，實現(xiàn)流體運動方向的自主選擇。研究者借鑒南洋杉葉片結(jié)構(gòu)特征，使用摩方精密PμSL3D打印技術(shù)（nanoArch®S140，精度：10μm），設(shè)計并制備了由平行排列的具有橫向和縱向曲率的雙重懸臂結(jié)構(gòu)的鋸齒陣列組成的仿南洋杉3D毛細鋸齒結(jié)構(gòu)表面、具有對稱垂直平面葉片結(jié)構(gòu)的表面、具有傾斜平面葉片結(jié)構(gòu)的表面和具有平行溝槽結(jié)構(gòu)的表面。

在微尺度下，可控液體操控技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類生命系統(tǒng)和工程領(lǐng)域。研究人員通過界面科學(xué)理論和生物學(xué)的啟發(fā)，利用精密加工和開發(fā)智能材料，在近二十年間提出了一系列的液體操控技術(shù)，滿足了微流控、生化分析等領(lǐng)域?qū)芊€(wěn)定的液體操作需求。當(dāng)前的技術(shù)思路主要分為兩類：第一類是利用無需能量輸入的被動靜態(tài)結(jié)構(gòu)來調(diào)控液體動力學(xué)，如豬籠草上的定向液體輸運和蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的集水現(xiàn)象；第二類是通過引入動態(tài)外部場來實現(xiàn)復(fù)雜可調(diào)的液體行為，如利用電場、磁場、聲場等對液體進行主動調(diào)控。當(dāng)下關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于，如何構(gòu)建一種...

皮膚和軟組織感染十分常見，特別是在抗生素難以滲透的深層組織中，細菌能夠形成生物膜，這使得它們更難對抗生素產(chǎn)生反應(yīng)。為了克服這一問題，聯(lián)合治療策略備受關(guān)注。多粘菌素B（PB）和姜黃素（CUR）的聯(lián)合治療顯示出系統(tǒng)性細菌生長抑制效果。然而，目前面臨的主要挑戰(zhàn)包括制造可分離微針的材料局限性、環(huán)境因素對微針的影響和藥物輸送機制。通過技術(shù)優(yōu)化來克服這些挑戰(zhàn)，將為深層皮膚感染的治療提供新路徑，從而有望改善全球健康狀況和抗生素耐藥性問題。針對以上問題，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機械與儀器系徐曉嶸...

香港中文大學(xué)張立教授團隊與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）金東東副教授，聯(lián)合香港城市大學(xué)張甲晨教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王柳教授，提出了一種新型的軟材料結(jié)構(gòu)動態(tài)形貌調(diào)控方法。該團隊結(jié)合硬磁性顆粒與彈性體制備得到磁性彈性體，并使其在一端受限的條件下溶脹產(chǎn)生可控的屈曲結(jié)構(gòu)，接著加以磁化形成各向異性的三維磁疇分布。得到的磁性彈性體在外界可編程磁場的驅(qū)動下，能夠?qū)崿F(xiàn)多模態(tài)三維形貌的動態(tài)可控變換，在微流體操縱、軟體機器人等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。團隊通過利用各式屈曲變形產(chǎn)生的不同微流體行為（如定向...

具有3D幾何形狀的結(jié)構(gòu)色物體在光學(xué)設(shè)備、傳感、定制化裝飾等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前3D結(jié)構(gòu)色物體的制備流程繁瑣，成型后通常需求后處理產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色。一步實現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的直接生成和三維結(jié)構(gòu)的成型仍存在挑戰(zhàn)。近期，華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院朱錦濤、張連斌教授團隊在3D結(jié)構(gòu)色物體制備方面取得了進展。他們提出了一種通過墨水直寫打印（DirectInkWriting,DIW）的方式，將由膠體粒子與聚合物組成的超分子膠體復(fù)合物直接打印一步構(gòu)筑具有3D結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色物體的方法（圖1）。該研究中，...

集成微流控芯片技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和生物物理學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力，它能夠?qū)崿F(xiàn)細胞分離、捕獲以及檢測單細胞等多種功能。液體的交換和微流控芯片的集成也起著關(guān)鍵性作用，這使得研究者能夠精確調(diào)控細胞外環(huán)境，并同步刺激與檢測單個細胞，從而實時觀察到細胞響應(yīng)的細致與動態(tài)變化。為了精確測量細胞在刺激下的瞬態(tài)反應(yīng)，高速液體交換和精確的測量技術(shù)也變得至關(guān)重要。在本研究中，來自日本名古屋大學(xué)、東京大學(xué)和東北大學(xué)的團隊研發(fā)了一種集成了微流控芯片和雙泵探針的系統(tǒng)來測量單個細胞瞬態(tài)響應(yīng)的新方法。該系統(tǒng)由雙...

增材制造，通常被稱為3D打印，在組織工程領(lǐng)域因其能夠制造具有復(fù)雜三維和可定制幾何形狀的合成生物相容性支架而受到了顯著關(guān)注。這些支架能夠有效地支持細胞生長和組織形成，其中材料擠出、材料噴射和槽式光聚合在內(nèi)的3D打印技術(shù)已被用于支架的制造。目前，生物打印技術(shù)可以直接3D打印細胞，這些細胞被嵌入水凝膠墨水中，能同時保持與解剖結(jié)構(gòu)相似的空間布局。盡管增材制造在支架制造方面取得了快速進展，但仍存在一些挑戰(zhàn)。尤其是在單個制造模式中實現(xiàn)部件大小、打印分辨率、尺寸范圍、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生物相容性...

由嚴(yán)重創(chuàng)傷、手術(shù)切除、或先天畸形等導(dǎo)致的大段骨缺損的修復(fù)和功能重建是臨床面臨的重大挑戰(zhàn)。骨組織工程（BTE）在治療這些嚴(yán)重骨缺損方面具有巨大的潛力，可以緩解傳統(tǒng)自體或同種異體骨移植中常見的供體骨不足、供區(qū)壞死、二次傷害及嚴(yán)重免疫排斥等問題。3D打印技術(shù)能在多尺度上控制BTE支架的結(jié)構(gòu)，已被廣泛用于制造BTE仿生功能支架。與惰性和功能性骨支架相比，智能支架可以根據(jù)外源性和/或內(nèi)源性刺激產(chǎn)生定制或可控的治療效果，如促成骨、抗菌、抗腫瘤等功能。鑒于此，湖南大學(xué)朱偉/韓曉筱教授團隊與...