仿生學是近年來發展起來的工程技術與生物科學相結合的交叉學科。人們發現，一些關于植物和動物的相類似的功能，實際上是超越了人類自身在此方面的技術設計方案的。
最近，《Science Advances》雜志一天上線了三篇有關仿生技術的文章，顯示出對該領域的重視。下文簡要總結了這3篇論文的核心內容。
1. Science Advances：仿生人體小肌肉肺動脈
小肌肉動脈的結構和功能的變化在肺動脈高壓（指肺動脈壓力升高超過一定界值的一種血流動力學和病理生理狀態）的病理生理學中起著重要作用，而肺動脈高壓是一個新興的公共衛生挑戰。由于非人類血管和先前的模型不能準確地重構人類微血管壁的微環境和結構，因此迫切需要改進這些微血管的解剖學模擬體外模型。于此，美國約翰·霍普金斯大學Lewis H. Romer和David H. Gracias等人描述了可調大小的光圖案化自卷仿生肺動脈微血管的并行生物制造和基建。
本文要點：
1）這些微血管具有解剖學上精確的分層和對齊的人平滑肌細胞，細胞外基質和內皮細胞的圖案化，并且表現出內皮壽命和一氧化氮產生的顯著增加。
2）計算圖像處理產生了細胞和蛋白質的高分辨率3D透視圖。該研究提供了一種工程化多細胞組織的新范例，它可以對平面部分中的多個成分進行精確的3D空間定位，為仿生平臺研究人類疾病中的微血管病理學提供了條件。
Jin Q, et al. Biomimetic human small muscularpulmonary arteries. Science Advances. 2020;6(13):eaaz2598.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz2598
https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaaz2598
2. Science Advances：利用仿生氣體夾帶微紋理表面(GEMS)減輕空蝕
空蝕是指在高速流動(如船舶螺旋槳和泵)中靠近固體邊界的蒸汽氣泡的形成和破裂。在這個過程中，空化氣泡通過形成高速射流將流體能量集中在固體表面，導致機械損壞和停機。作為回應，人們已經探索了許多表面處理方法來抵消這種影響，包括全氟涂層和表面硬化，但它們最終都會屈服于空蝕。有鑒于此，阿卜杜拉國王科技大學的Himanshu Mishra、德國馬格德堡大學的Silvestre Roberto Gonzalez-Avila等研究人員，報告了仿生氣體包裹微紋理表面(GEMS)，當浸泡在水中時，無論基材的潤濕性質如何，都能牢固地包裹空氣。
本文要點
1）最重要的是，空穴內的空氣被困住，使空化氣泡遠離表面，從而防止空化損壞。
2）通過將系統視為多氣泡系統的潛在流動問題來提供力學見解。
該發現提出了一種可能的途徑，通過應用廉價和環境友好的材料來減輕空蝕。
Silvestre Roberto Gonzalez-Avila, et al. Mitigating cavitationerosion using biomimetic gas-entrapping microtextured surfaces (GEMS). ScienceAdvances, 2020.
DOI：10.1126/sciadv.aax6192
https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaax6192?rss=1
3. Science Advances：有機電子用呼吸圖形衍生的多孔半導體薄膜
多孔半導體薄膜的形貌有助于流體擴散和質量傳輸到各種電子器件的荷電層。有鑒于此，美國西北大學的Tobin J. Marks、Antonio Facchetti和河南大學的YanLi Mao等研究人員，報道了幾種受自然啟發的有機半導體-絕緣體共混膜 [半導體：P3HT(p型聚合物)，C8BTBT(p型小分子)，N2200(n型聚合物)；絕緣體：PS] 的制備及其在有機薄膜晶體管(OTFT)、氣體傳感器、有機晶體管(OECTS)和化學摻雜導電薄膜中的廣泛應用。
本文要點
1）詳細的形貌分析表明，這些薄膜形成了具有均勻納米孔的織構層，到達底部襯底時，固體堆積結構保持不變。
2）用多孔和致密控制半導體薄膜收集的器件數據表明，前者是高效的TFT半導體，但具有更高的氣體靈敏度(例如，使用P3HT/PS，NO2的靈敏度為48.2%/ppm)、更快的開關速度(P3HT/PS為4.7s)和更高效的分子摻雜(電導率，N2200/PS為0.13 S/m)。
Xinan Zhang, et al. Breath figure–derived porous semiconducting films for organic electronics. ScienceAdvances, 2020.
DOI：10.1126/sciadv.aaz1042
https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaaz1042?rss=1
