机器人有朝一日可能会拥有坚韧而又温柔的木质手指

机器人有朝一日可能会拥有坚韧而又温柔的木质手指在陈瑞清助理教授的领导下,新加坡国立大学的研究人员与中国东北林业大学的同事合作,利用木材结合了两者的最佳特点。科学家们从0.5毫米厚的加拿大枫树条开始,他们用氯化钠处理,以去除所有的木质素(一种有机聚合物,构成了木材细胞壁的大部分)。然后,他们用一种被称为聚吡咯的聚合物来填充缺失的木质素留下的孔隙,这种聚合物善于吸收热量和光线。接下来,在每条木条的一侧涂上一层镍基吸水凝胶,而在另一侧涂上一层疏水(拒水)薄膜。最后,这些条带被放置在加热的模具中,并被塑造成弯曲的"手指"。然后这些手指被整合到一个机器人的手上,也就是抓手。当附属物被放置在相对湿度为95%的环境中时,其底部的凝胶因吸收水蒸气而膨胀,导致它们向外弯曲。然而,当它们被放置在一个加热到70ºC(158ºF)以上的环境中时,水从凝胶中蒸发-这导致它收缩,反过来导致手指向内关闭。同样,当凝胶通过暴露在强光源下被加热时,它也会收缩并导致手指闭合。陈瑞青助教(中)与团队成员瞿浩先生(左)和白璐璐女士(右)新加坡国立大学尽管这些附属物可能会在某些时候着火,但它们能够在170ºC(338ºF)的环境温度下举起200克(7盎司)的重量而不被烧毁。"我们的木制机器人抓手可以自发地伸展和弯曲,以应对水分、热和光的刺激,"Ching说。"它还具有良好的机械性能,能够进行复杂的变形,工作温度范围广,制造成本低,并且具有生物相容性。这些独特的特点使它有别于传统的替代品。"当然,人们可能会想知道,如何能使该抓手按指令打开和关闭,而不是不受控制地对其环境作出反应。"木制机器人抓手的抓取和释放可以通过设计一些装置和辅助设备来实现,"Ching告诉我们。"例如,可以在木材上添加一些导线,在外部电压下完成弯曲致动,以加热导线;或者在木材抓手附近放置一个加热板,以驱动其弯曲;还可以使用激光/白炽灯照射木材表面,以产生热量来控制弯曲和抓取;我们还可以在木材周围/表面喷水,使其伸展开来释放物体。"这项研究在发表于《先进材料》杂志的一篇论文中进行了描述。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368161.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1368161.htm

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拥有特殊涂层的“装甲”细菌有朝一日可能取代化学肥料为了寻求更环保、更可持续的替代方案,一些农民已经开始在农作物上施用固氮细菌。这些微生物从大气中吸收氮气并将其转化为土壤中的氨。氨为植物提供营养,恢复贫瘠的土壤,并增强植物对害虫的天然防御能力。然而,细菌的一个问题是它们对过热和过湿非常敏感。这意味着它们不能很好地经受从中央来源运往农场的考验。可以在农场的大型发酵罐中种植它们,尽管建造和维护这些发酵罐可能相当昂贵。考虑到这些缺点,助理。麻省理工学院的ArielFurst教授和同事发明了一种将微生物包裹在微小的“金属苯酚网络”(MPN)外壳中的方法。虽然这些涂层不会阻碍细菌的生长或功能,但它们提供了防热和防潮的保护。包被的细菌甚至可以被冷冻干燥,然后运输并以粉末形式施用于农作物。Furst的团队创建了12种不同的MPN,其中掺入了铁、锰、铝和锌等金属,所有这些金属都被认为可以安全地用作食品添加剂。这些贝壳还含有一种叫做苯酚的有机化合物,FDA“普遍认为这种化合物是安全的”。当这些MPN用于固氮绿针假单胞菌时,研究人员发现所有12种MPN都能保护微生物免受高达50ºC(122ºF)的温度和高达48%的相对湿度的影响。最有效的MPN由锰和一种称为表没食子儿茶素没食子酸酯的多酚组合而成。将包裹在壳中的绿针藻加热至50℃,然后与莳萝、玉米、萝卜和白菜等农作物的种子一起放入实验室培养皿中。在所有情况下,与添加新鲜但未包被的细菌相比,种子的发芽率提高了150%。Furst目前正在通过她创立的一家名为SeiaBio的衍生公司将该技术商业化。“当我们考虑开发技术时,我们需要有意将其设计得便宜且易于使用,这就是这项技术,”她说。“这将有助于再生农业的民主化。”有关该研究的论文最近发表在《美国化学会杂志》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397557.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1397557.htm

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特殊的水凝胶有朝一日可以治愈受伤骨骼中的空隙

特殊的水凝胶有朝一日可以治愈受伤骨骼中的空隙FmocFF/HA水凝胶模仿天然骨组织的细胞外基质(图)它的特殊之处在于它模仿了骨组织中细胞外基质的物理和化学特性。细胞外基质是包围所有细胞的支持性材料,其质量取决于它所属于的生物组织类型。在骨组织的情况下,基质具有刚性、纤维状(纤维)结构。通过复制这种结构--连同细胞外基质的化学成分--三维FmocFF/HA水凝胶鼓励邻近骨组织的细胞迁移到其中并进行繁殖。科学家们的想法是,如果一块水凝胶通过手术被放置在骨缺损处,最终凝胶将被新的天然骨组织完全取代。据报道,在实验室的实验中,水凝胶被用来填补老鼠头骨顶部一个直径5毫米的洞--这个空洞太大,无法自行愈合。头骨上的另一个洞没有被处理,作为对照,整个实验共使用了20只大鼠。特拉维夫的LihiAdler-Abramovich教授说:"我们用各种方法监测了它们两个月。令我们高兴的是,骨骼缺陷通过再生得到了完全纠正,骨骼恢复了原来的厚度,并产生了新的血管。"对照组的情况并非如此,这表明FmocFF/HA水凝胶确实是造成这一结果的原因。这项研究在最近发表于《临床牙周病学杂志》的一篇论文中进行了描述。了解更多:https://www.eurekalert.org/news-releases/970793...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332355.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1332355.htm

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Woodoo正在创造脱碳的木质材料Woodoo的创始人兼首席执行官蒂莫西-博伊图泽最初学习成为一名建筑师。他开始了他的职业生涯,为几个著名的建筑公司工作。除其他事项外,他还参与了斯坦福桥、巴黎龙骧赛马场和洛桑的劳力士学习中心。像那些大型项目一样,博伊特泽的建筑公司通常严重依赖玻璃和钢铁。但他开始琢磨可以取代这些二十世纪建筑材料的低碳、高性能材料。木材可能是完美的候选吗?Boitouzet说:"虽然它资源丰富,价格合理,而且能自然吸收碳排放,但它会燃烧,会腐烂,而且你不能建造很高的建筑物,因为它的硬度不高。"从本质上讲,Woodoo希望解决这些缺点,使木质材料成为更多传统材料的可行替代品。"木材中有三种成分。木材的所有问题都是由于木质素造成的,它是木材纤维之间的胶水。它被移除并被一种能产生更强的分子键的结合剂所取代。"Boitouzet说:"这也使得木材对其环境完全惰性化。木材被浸泡在几种液体中以分离和提取木质素。然后将结果与填充化合物融合,这样"整体大于部分之和",Boitouzet说。经过五年的研究和开发,该公司已申请了50项专利,并创造了三种不同的材料。WoodooSlim是一种半透明和触摸敏感的木板,可用于汽车的仪表板和触觉按钮。它比玻璃要轻得多。Woodoo材料用于汽车内饰的一个例子第二种材料是皮革的替代品。它是一种柔性材料,仍然具有木材的一些独特的设计元素。它在时尚和奢侈品行业有很大的潜力,因为它是一种无动物的皮革,碳足迹更低。特别是,它不需要那么多的水来生产。Woodoo的皮革替代品第三种材料是一种轻质而坚固的结构材料,可供建筑部门使用。理想情况下,建筑公司可以用这种材料代替钢铁。Woodoo已经有两个工业基地来生产这些材料,特别关注三个垂直行业--奢侈品、汽车和建筑行业。当谈到其供应链时,Woodoo依靠来自普通树木的木材,如杨树。虽然该公司的总部设在巴黎,但Woodoo在特鲁瓦附近创建了第一个工业基地,因为特鲁瓦地区是欧洲最大的杨树产区之一。Boitouzet说:"它们要么没有被开发,要么被开发为木材能源或附加值很低的材料。但这些是生长非常快的物种,所以它们储存的二氧化碳最多。"通过今天的一轮融资,该公司希望在现有的产品和产业上加倍努力。使这轮重要的融资成为可能的是,到目前为止,我们已经能够在没有外部现金的情况下自我融资。我注入了相当多的个人资金,我们赢得了44个创新奖,当然我们也向客户销售产品,"Boitouzet说。Woodoo已经与奢侈品牌(LVMH)、汽车标记(大众和奔驰)签订了协议,最近还签订了建筑业的第一笔交易(Garnica)。随着一些新的现金进入其银行账户,Woodoo现在可以扩大其生产规模并实现其愿景。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356415.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1356415.htm

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特制的木质粉末可去除纺织业废水中的染料这些微小晶体中使用的纤维素是从木材中提取的,这种木材又可以从纸浆/造纸或木材工业的废料中获得,这意味着不必为了制造这种粉末而砍伐树木。使用一种"简单的酸处理"方法在纳米晶体的表面施加负电荷,让它们选择性地吸收染料分子,同时允许水分子通过,重要的是,当粉末暴露在阳光下时,被困的染料迅速分解成毒性较低的形式。不仅如此,在过滤过程中的任何步骤都不需要压力或热量。一旦该技术得到进一步发展,由纤维素纳米晶体粉末制成的过滤器可以被放置在纺织厂的外流废水中。在迄今为止进行的实验室测试中,这种材料已经从受污染的水样中去除高达80%的染料污染物。科学家们希望通过调整处理时间和水的pH值等变量来提高这一数字。此外,通过添加先前开发的类似的纤维素基材料,像铬这样的重金属污染物也有可能被捕获。"想象一下一个简单的净化系统,就像一个连接到污水管道上的便携式盒子,"首席科学家、查尔姆斯大学副教授GunnarWestman说。"当受污染的水通过纤维素粉末过滤器时,污染物被吸收,进入处理系统的阳光使它们快速有效地分解。这是一个成本效益高、设置和使用简单的系统,我们看到它在目前水处理效果差或不存在的国家可能会有很大好处"。有关这项研究的论文最近发表在《工业与工程化学研究》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350835.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1350835.htm

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