从生物医学到软体机器人,水凝胶为3D打印应用开辟了一个全新的世界,为细胞再生和组织生长等提供了重要的研究。2018年8月,新加坡科技与设计大学(SUTD)和耶路撒冷希伯来大学(HUJI)正在进行一项新研究——开发一种高弹性、可拉伸的水凝胶。据3D虎了解,这种水凝胶更具弹性和可塑性,能广泛应用于许多不同领域。

水凝胶由聚合链的亲水网络组成,顾名思义,它可以保留水分,并且能够在其内部包含诸如生物支架之类的结构。其用处不容小觑,因为它们构成了许多现代发现的支柱。问题是现代水凝胶低几何复杂性和相对低的制造分辨率,妨碍了它们在各种研究领域的适用性。
随着更具伸缩性的水凝胶的发明,研究人员可以避免这些问题。更高的分辨率和延展性可以增加软体机器人、透明触摸板和柔性电子设备的应用。据研究人员称,这种新型的凝胶还具有出色的生物相容性,可作为生物3D打印应用的重要来源。
据了解,研究人员开发的新型水凝胶是可进行紫外固化的,使其适用于一些非常复杂的结构,如:血管网络、多孔支架与半月板替代品等等。打印的水凝胶样品可以拉伸高达1,300%。此外,值得一体的是,这些水凝胶与基于DLP的3D打印技术的兼容性允许制造分辨率高达7微米的水凝胶3D结构。
28)清华大学研发出可以测量人体信号的“电子皮肤”
电子皮肤是一种重要的生物医学传感器。
从清华大学获悉,清华大学微纳电子系任天令教授团队于2018年7月研发出多层石墨烯表皮电子皮肤,该器件具有极高的灵敏度,可以直接贴覆在皮肤上用于探测呼吸、心率、发声等,在运动监测、睡眠监测、生物医疗等方面具有重大应用前景。
这一成果发表于国际纳米领域著名期刊《美国化学学会·纳米》上。据介绍,电子皮肤是一种重要的生物医学传感器,要求器件拥有好的柔韧性和可伸缩性、高灵敏度、好的贴合度和舒适度。“石墨烯由于其出色的导电性和柔韧性,是电子皮肤的理想材料。但是将石墨烯更加舒适、美观、稳定、可靠地贴合在皮肤表面,从而采集人体各种生理信号一直是一个亟待解决的关键问题。”任天令解释。
通过对激光直写石墨烯微观结构的分析研究,任天令教授团队建立了以石墨烯带状结构为基元的裂痕理论模型,较好地模拟了由应力引起的阻值变化过程。“多层石墨烯表皮电子皮肤可以通过电阻变化实现对皮肤表面的微小形变等的监测,通过贴附在口罩、手腕、喉咙等多个位置分别实现对呼吸、心跳、语音等生理体征信号的测量。”任天令说。
此外,在器件研制过程中,团队创造了湿法剥离氧化石墨烯的新工艺,去除石墨烯氧化物,只留存石墨烯,使得器件更加美观,灵敏度更高,可耐受更高的温度。