機械傳感是將細胞外的機械刺激轉化為細胞內的生化信號,是活細胞的一種基本特性。然而,賦予合成材料與生物水平相當的機械傳感能力是具有挑戰性的。
在這里,加州大學圣地亞哥分校Shengqiang Cai開發了超靈敏和堅固的機械發光生物復合材料,使用嵌入甲藻的水凝膠,單細胞微藻對機械應力具有近瞬時和超靈敏的生物發光響應。
文章要點
1)嵌入的甲藻不僅保持了其固有的機械發光,而且有了疏水涂層,活的復合材料在惡劣的條件下只需最少的維護就能保持5個月的壽命。
2)研究人員將活體復合材料三維打印成具有高空間分辨率的大規模機械發光結構,并利用雙網絡水凝膠提高了其力學性能。
3)研究人員提出了一個對應的數學模型,該模型捕獲了實驗的機械發光觀測,以基于變形和外加應力來預測機械發光。
4)此外,還展示了機械傳感復合材料在仿生軟執行器中的使用,該軟執行器在磁致動時發出彩色光。這些機械傳感復合材料在生物混合傳感器和機器人領域具有巨大的潛力。
參考文獻
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