受章鱼器官启发的墨水可以根据需要改变颜色

受章鱼器官启发的墨水可以根据需要改变颜色像章鱼和乌贼这样的头足类动物因其改变颜色的能力而闻名,它们通过被称为色团的器官实现这一目的。这些器官由微小的色素囊组成,可以随意扩张或收缩,在任何特定的时间,哪些彩色色素是可见的,哪些是隐藏的,这些组合赋予动物的皮肤一种特定的颜色或图案。这种复杂的自然机制激发了香港大学、厦门大学和香港科技大学的研究人员创造一种新的变色墨水。这种墨水包含由二氧化钛制成的微珠,并染成青色、洋红色和黄色。你可能会认识到,这三种颜色是一些印刷系统的核心墨水颜色,因为它们能够通过各种组合再现其他颜色。而这一优势在这里也得到了挖掘。在这种情况下,微珠被等量地混合在一起,并被设计成不同的颜色会在光线的作用下升到表面或沉到底部。通过调整光的波长和强度,表面可以通过同样的组合效果被诱导成各种颜色,产生图案甚至图像。诀窍在于微珠中的二氧化钛,它在响应光线时产生氧化还原反应,使微珠向不同方向移动。每种颜色的染料对不同波长的光有反应,使该颜色的微珠向上或向下移动。因此,举例来说,绿光会将黄色和青色的微珠带到表面,使其看起来是绿色的,而品红色的微珠则沉到底部。在测试中,该团队证明了该系统能够再现一系列投射在表面的图像。上图:说明不同颜色的光如何使不同排列的微珠上升或下沉以产生各种颜色的图表。底部:投影图像(插图)以及该系统如何再现它们图/香港大学然而,还有一些问题亟待解决。首先,它在日光或环境光下的确切功能还有待观察。色彩再现和亮度可能需要一些调整,而且该团队说它切换图像和颜色的速度相当慢。但是这些都是将在未来工作中探索的领域,如果成功的话,这项技术可能对制造新型显示器、电子墨水设备,甚至主动光学伪装都很有用。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360983.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1360983.htm

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未来的Apple Watch表带可以根据你的佩戴情况改变颜色

未来的AppleWatch表带可以根据你的佩戴情况改变颜色"用户可能希望能够定制他们的表带,以表达多样性和风格,"新授予的专利说。"例如,用户可能希望根据用户选择的衣服、其他可穿戴的物品、环境或其他偏好,选择一个特定颜色的表带。""一些现有的手表为用户提供了拆卸和交换不同表带的能力,以便进行定制,然而,这需要用户为每一种所需的颜色或颜色组合配备单独的表带。此外,每当需要不同的颜色或颜色组合时,用户都需要取下和更换表带,"苹果公司说。有趣的是,在多年来吹嘘换表带有多简单之后,苹果现在却能把换表带说成是这种可怕的负担,但那是在我们拥有"传统手表"的时候。"显然,现在我们应该能够"控制、选择和/或调整手表带的一种或多种颜色,以便进行视觉显示。"苹果公司的专利通过提及具有"电致变色功能"的手表带来描述这一想法。这意味着外加电压"可以使"一条表带显示各种颜色和颜色组合。虽然该专利试图描述其核心理念的每一种可能的用途,但核心的例子是围绕着由织物制成的表带,而织物本身是由细丝织成的。专利中的细节显示了用户如何在AppleWatch上滑动以改变表带颜色,一些或所有的丝线可以包括电致变色功能。例如,一条或者多条丝线可以包括一个导体和一个电致变色层。"电致变色层可以与导体电性连接,以便将施加在导体上的电压传递给电致变色层,[该]电致变色层可以包括一个聚合物层......可以在施加电压的情况下发生反应,以改变其颜色,如本文进一步描述的那样。"苹果公司的专利通常集中在如何实现一个结果,很少有关于它可以用于什么的细节。这项专利的不寻常之处在于,它详细说明了手表带因风格原因而改变颜色的用处。"颜色的选择可以在不拆除和交换表带的情况下进行和调整,"苹果说。"相应地,各种颜色可以在不同时间显示,而不需要为每种颜色或颜色组合使用不同的表带。"一旦表带可以通过用户选择他们想要的东西来改变颜色,它也可以由手表来改变。虽然专利中没有列出这个例子,但今天在一天中的某些时间改变AppleWatch表面的快捷方式,同样可以很容易地改变表带的颜色。苹果所建议的是,手表本身可以改变颜色,"以向用户提供通知"。因此,也许蔚来在你的AppleWatch上关闭绿色活动环的同时,表带也可以闪烁同样的颜色。但苹果希望不仅仅是单一的、整体的颜色变化。"表带的颜色可调元素可以被安排和独立控制,"苹果公司说,"其方式是允许系统通过以特定方式照亮某些元素来显示特定的图标、形状和/或文本。"因此,从这种变色技术中,也可能出现让文字信息像新闻报道一样在你的AppleWatch带上滚动的能力。这项专利归功于四位发明人,其中包括三位--李征宇、吴佳志和徐启亮--他们之前曾为未来的HomePod研究触敏织物。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345609.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1345609.htm

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高科技墨水让任何人都能用圆珠笔绘制可伸展LED装置

高科技墨水让任何人都能用圆珠笔绘制可伸展LED装置这种墨水是由密苏里州圣路易斯华盛顿大学的王川副教授和研究生赵俊毅领导的团队研制的。在此之前,科学家们已经开发出了可用于通过喷墨打印机生产可拉伸发光二极管的墨水。要将这些墨水用于圆珠笔,需要调整它们的润湿性(液体与固体表面保持接触的能力)并改善它们的可书写性。研究人员还必须提高它们在多孔或纤维表面(如纸张或织物)上的应用能力,而不会相互流淌或混合。那么,这些墨水是如何工作的呢?通常,发光二极管是像三明治一样组合在一起的。它们至少由三层组成--阳极层、发射层和阴极层。这三种钢笔油墨分别涂抹在另一层上,不会混合,从而发挥这些作用。一种墨水含有导电聚合物,一种含有金属纳米线,还有一种含有被称为过氧化物的晶体材料。当与电流连接时,这种灵活、可伸展的油墨组合能够发出各种颜色。"廉价、可定制的LED为实践教育、更生动的纺织品(如发光服装或贺卡)和智能包装提供了机会,"王说。"我们非常期待的一个领域是医疗应用。手写光发射器和探测器在创建可穿戴生物医学传感器和绷带方面具有更多针对病人的灵活性,这些传感器和绷带上可以绘制光电探测器和红外LED,用于测量脉搏血氧饱和度或加速伤口愈合。"有关这项研究的论文最近发表在《自然-光子学》(NaturePhotonics)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376475.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376475.htm

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受蜘蛛启发的新型表面材料可以在水下数月依然保持干燥

受蜘蛛启发的新型表面材料可以在水下数月依然保持干燥在自然界行之有效的东西往往也能为人类所用。问题在于如何利用现有工具创造出所需的生物启发材料,而这有时说起来容易做起来难。现在,由哈佛大学约翰-保尔森工程与应用科学学院(SEAS)领导的研究人员已经做到了这一点,他们从一种水栖蜘蛛身上获得灵感,开发出了一种超疏水的金属表面;也就是说,它能拒水,并能在水下保持干燥数月之久。这项研究的共同作者之一乔安娜-艾曾伯格(JoannaAizenberg)说:"生物启发材料研究是一个极其令人兴奋的领域,它不断将大自然中进化出的优雅解决方案带入人造材料领域,使我们能够推出具有前所未有特性的新材料。这项研究体现了揭示这些原理如何能够开发出在水下保持超疏水性的表面"。Argyronetaaquatica,又称潜水钟蛛,是目前已知的唯一一种几乎完全生活在水下的蜘蛛。数以百万计的粗糙憎水绒毛能捕获身体周围的空气,形成一个氧气库,并在蜘蛛的肺部和水之间形成一道屏障。蜘蛛毛发截留的薄薄一层空气被称为"底盘"(plastron)。几十年来,研究人员已经知道,从理论上讲,创造稳定的水下底盘是可能的。然而,在实践中,制造潜水钟蜘蛛那样的粗糙表面会使表面的机械强度降低,容易受到温度和压力微小变化的影响。而且在以前的实验中,表面只能保持干燥数小时。研究人员知道,润湿性对分子水平的表面特性非常敏感,并受到表面形貌的强烈影响。因此,他们创造了一种亲气钛合金表面--即能吸引和排出空气或气体气泡的表面--并利用电化学氧化形成氧化层,同时对形成的氧化物进行化学溶解,从而产生纳米级的粗糙度。为了测试这种表面的稳定性,研究人员对其进行了弯曲、扭转、冷热水喷射以及沙子和钢材磨蚀,结果发现它仍然具有亲气性。它在水中连续浸泡了208多天(在研究报告发表时,该表面仍浸泡在水中,没有任何降解迹象),并在装满血液的培养皿中浸泡了数百次。该表面能够大大减少大肠杆菌和藤壶的生长,并能完全防止贻贝附着。该研究的第一作者亚历山大-特斯勒(AlexanderTesler)说:"我们使用了一种理论家20年前提出的表征方法,证明了我们的表面是稳定的,这意味着我们不仅制造出了一种新型的极具排斥性、极其耐用的超疏水性表面,而且我们还可以用不同的材料再做一次。"研究人员说,这种表面有多种用途。它可用于生物医学设备,以减少术后感染,或防止水下管道和传感器的腐蚀。它还可以与SEAS团队10多年前开发的另一种生物启发材料一起使用,这种材料被称为滑液注入多孔表面技术(SLIPS)。这项研究的合著者斯特凡-科勒(StefanKolle)说:"这种系统的稳定性、简易性和可扩展性使其在现实世界的应用中非常有价值。通过这里展示的表征方法,我们展示了一个简单的工具包,它可以让你优化超疏水表面以达到稳定性,这极大地改变了你的应用空间"。这项研究发表在《自然-材料》(NatureMaterials)杂志上,下面两段由SEAS制作的视频展示了这种新型表面如何排斥水和血液。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388171.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1388171.htm

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新型温控3D打印生物墨水对人造器官更安全

新型温控3D打印生物墨水对人造器官更安全生物打印使用可3D打印的生物汇,这些物质--通常含有细胞--能使身体引起旨在实现组织再生的生物反应。由于3D打印过程中的高应力,生物汇必须具有特殊的机械和生物特性,才能在基于挤压的生物打印机中使用。它们还需要具有生物相容性和可生物降解性。目前基于水凝胶的生物汇在用于人体之前必须经过光固化过程。光固化会导致交联,即在水凝胶的聚合物链之间形成强大的、永久性的共价键,从而增加其在生理条件下的机械强度和稳定性。引入水凝胶以实现光固化的光引发剂由紫外线(UV)激活,但紫外线会损害细胞的DNA。化学交联是光固化的一种替代方法,使用一种试剂(交联剂)来达到同样的效果。现在,来自韩国科学技术研究院(KIST)的研究人员已经开发出一种新的水凝胶基生物墨水,可以保持其物理结构而不需要光固化或化学交联。该团队首次开发了一种基于聚有机磷苯的温度敏感水凝胶,它在低温下以液体形式存在--这意味着它可以很容易地被打印出来--并在体温(98.6°F/37°C)下变硬,而不需要光固化或化学交联。在接近体温的情况下,未光固化的3D生物图样在物理上是稳定的,并被生物降解为无毒材料。此外,研究人员证明,新的生物墨水可以装载能够长期储存的生长因子。这些蛋白质能刺激细胞生长和分化,身体的炎症反应和组织修复。研究人员将生长因子骨形态发生蛋白-2(BMP-2)和转化生长因子β1(TGF-β1)混合到生物墨水中,并创建了一个三维支架,他们将其植入了一只老鼠的受损头骨中。他们发现,周围的组织迁移到支架中,促进了正常骨骼的再生。该支架在42天内缓慢地进行了生物降解。研究小组正在继续开发他们的生物墨水,以用于骨骼以外的组织,并说它有一天可以用于人工器官。该研究的通讯作者Soo-ChangSong说:"由于这次开发的生物墨水具有不同的物理特性,目前正在进行后续研究,将其应用于除骨组织以外的其他组织的再生,我们期望最终能够将为每个组织和器官量身定制的生物墨水商业化。"该研究发表在《Small》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355187.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355187.htm

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受章鱼启发的机械吸盘通过模仿分泌粘液实现稳定抓取

受章鱼启发的机械吸盘通过模仿分泌粘液实现稳定抓取然而,布里斯托尔大学的岳天琪博士及其同事想知道,这些吸盘分泌的粘液的重要性是否被忽视了。为了弄清这个问题,他们制作了一个人造章鱼吸盘。该装置的杯状外形与天然吸盘相同,主要由多层重叠的软硅胶组成。这使得它能在很大程度上适应粗糙表面的轮廓,就像章鱼的吸盘一样。尽管如此,在初次接触时,设备与表面之间仍会存在一些微米大小的间隙。为了填补这些缝隙,需要通过一根附带的管子注入水。液体流入一个流体系统,在杯子底部形成一个环,就像粘液细胞在章鱼吸盘底部形成一个环一样。当水从流体系统的微小开口渗出时,它会填满所有微小的缝隙,形成完美的密封。这样,水杯就能无限地提起并固定住物体。由于管中的水始终保持压力,因此漏出的任何少量水都会立即被补上。当需要释放物体时,只需抬起杯子的一侧边缘,就能打破密封。"我们相信,所提出的多尺度自适应吸力机制是一种强大的新型自适应吸力策略,它可能有助于开发多功能软粘合技术,"Tianqi说。"目前的工业解决方案使用始终开启的气泵来主动产生吸力,但这些气泵噪音大且浪费能源。"关于这种吸盘的论文最近发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上,下面的视频演示了这种吸盘。有趣的是,伊利诺伊大学的科学家们一直在研究一种人工章鱼吸盘,这种吸盘使用了对温度敏感的水凝胶。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427853.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427853.htm

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这家鲜为人知的公司正在研发彩色电子墨水PC显示器

这家鲜为人知的公司正在研发彩色电子墨水PC显示器电子墨水显示器并不像液晶显示器或有机发光二极管那样流行,主要是因为屏幕刷新率或色域方面跟不上,而灰度型号主要用于电子阅读器或作为辅助屏幕。不过,这并不妨碍像大上这样的公司试图为这项技术开辟新的市场。这家中国显示器公司一直在研发世界上第一台彩色电子墨水电脑显示器。这款新显示器名为"PaperlikeColor",配备了25.3英寸的电子墨水Kaleido3显示器,支持4096种颜色。与所有电子墨水显示屏一样,由于它依靠环境光来实现可读性,因此会更容易看清。更重要的是,该显示器采用了令人印象深刻的3200x1800分辨率(16:9长宽比),也就是每英寸145像素的密度。如果能有更高的纵横比就更好了,但由于这款新显示器与之前的Paperlike253几乎完全相同,我们猜测该公司是为了节省制造成本而重新采用了后者的设计。就像它的兄弟产品一样,PaperlikeColor的目标用户似乎是那些每天需要盯着显示器看几个小时的人。大上公司称,新显示器具有高刷新率模式和内置立体声扬声器,这将使它更适合浏览网页和观看视频。接口选择也相当丰富,包括DisplayPort、HDMI和USB-C,你还可以使用Miracast或AirPlay从移动设备镜像屏幕内容。附带的支架可以将显示屏旋转90度,以便在纵向模式下使用,大上公司表示还在开发"4000R舒适弧度"的曲面屏型号。该公司尚未提供任何有关价格和供货情况的详细信息,作为参考,Paperlike253的售价为1,999美元(或大上网站上的1,748美元),公司表示将为Indiegogo支持者提供早鸟折扣。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374501.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374501.htm

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