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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受水蛭启发的设备可实现更友好、更温和的血液采样考虑到这些因素,瑞士苏黎世联邦理工大学的研究人员最近把目光投向了吸血的水蛭。这些水蛭通过吸盘式的嘴吸附在宿主动物的皮肤上,用嘴中锋利的牙齿穿透皮肤,然后吞下,形成负压,将血液吸出,它们的唾液中还有一种天然抗凝剂,可以保持血液流动。原型装置,用一枚1欧元硬币做刻度Zoratto等人,《先进科学2024》,第1卷,第1期。科学家们的水蛭启发装置采用了小型硅胶吸盘的形式,将其放在上臂皮肤上,压缩后让其发挥作用。该装置内部没有牙齿,而是包含一个由2毫米长的不锈钢微针组成的圆形阵列,这些微针可以无痛地穿透皮肤表层。当压缩杯恢复到默认形状时,就会产生内部负压,将皮肤毛细血管中的血液吸出。血液被收集到一个集成的储血器中,储血器中还含有抗凝剂,以确保样本保持液态。从皮肤上取下一次性使用装置后,将附带的盖子盖在其开口端,密封其中的内容物。随后,一个特殊的适配器可将其用于现有的实验室系统,这些系统是为分析皮下注射针头采集的血液而设计的。需要注意的是,这种杯子不能像针头那样抽取大量血液,但仍足以进行各种测试。设备实际使用示意图Zoratto等人,《高级科学》,2024年。重要的是,由于微针隐藏在设备内部,因此意外戳伤手指的风险很小。据称,该技术的成本也低于传统皮下注射针头,而且不需要太多培训,因此特别适合发展中国家等资源有限的诊所使用,一种完全可生物降解的针头正在研制中。研究人员目前正在寻找合作伙伴,帮助进一步开发这种已经在仔猪身上成功测试过的设备。事实上,该装置是在同一批科学家开发的另一种吸盘式小工具的基础上开发的,它可以通过脸颊内壁而不是皮下注射来使用某些药物。由博士后尼科尔-佐拉托(NicoleZoratto)领导的这项研究的论文最近发表在《先进科学》(AdvancedScience)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429453.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429453.htm

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"乌佐酒效应"背后的小把戏可能启发更好的乳剂出现这听起来像是一个聚会技巧。在透明的、有甘草味的乌佐酒中加入水,然后看着它变成浑浊状态。这种"乌佐效应"是制造高度稳定的乳状液--或不喜欢在一起的液体的混合物,如醋酸盐的一个简单方法的例子,但是还没有人完全理解它是如何工作的。现在,研究人员在ACS中央科学杂志上报告说,这个秘密可能在于乳液液滴的独特结构。包含茴香的乌佐酒是一种流行于希腊各地的酒,通常作为餐前开胃酒饮用。它是由八角和其他草药在酒精中的混合物蒸馏而成,然后用水稀释所得的液体。这种饮料有强烈的八角味道,类似于甘草。茴香酒通常装在小而窄的杯子里,加冰块和一小碟开胃菜,如橄榄、飞达芝士或烤章鱼。它的浑浊"效果"是因为用于调味的茴香提取物可溶于酒精,但不溶于水。因此,当水被添加到茴香酒或其他茴香味的酒中时,如苦艾酒,提取物会沉淀成微小的、散射光的液滴,使饮料呈现出浑浊、不透明的外观。但是,除了水之外,这些液体珠子究竟是如何在没有添加任何其他物质的情况下在乌佐中达到如此高的稳定性的,目前还不是很清楚。了解这一工作原理可以帮助制造商更快、更容易地大规模创造稳定的乳剂,如化妆品和油漆。此前,研究人员已经检查了预先形成的乌佐液滴,但还没有人能够在它们形成时近距离观察它们。因此,NathanGianneschi及其同事希望通过使用一种被称为液相透射电子显微镜(LPTEM)的高分辨率显微镜技术来更详细地观察这种效果。研究人员通过缓慢地将水添加到模拟的乌佐溶液中形成液滴,然后用LPTEM观察它们的生长。他们发现,这些液滴并没有持续变大,而是倾向于达到一定的大小,然后增加"强度",外面有一个黑环。这些球体形成了一个内部的、类似气泡的结构,边缘有大量的八角茴香提取物,中心有水和乙醇。即使使用市售的茴香酒,也观察到同样的行为,尽管液滴较小。研究人员说,这项首创性的工作既确立了LPTEM技术的实用性,也可以帮助创造其他高度稳定的乳剂。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348507.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1348507.htm

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研究人员开发出受撞击后会硬化的非牛顿流体[弹力导电材料该项目的主要研究人员王跃(Jessica)指出,当玉米淀粉和水慢慢搅拌在一起时,搅拌勺很容易在混合物中移动。当你移开勺子并试图用力将其重新插入时,却会得到不同的结果,这就是非牛顿流体的特性。王说:"这就像在一个坚硬的表面上捅了一刀,勺子再也进不去了。"团队的目标是在固体导电材料中模拟这种奇特的性质。为了实现目标,研究小组必须确定共轭聚合物的正确组合,共轭聚合物是一种长条状导电分子,形状就像一串串意大利面条,大多数柔性聚合物在受到反复、快速或剧烈冲击时会断裂。研究人员首先使用由四种聚合物组成的水溶液:意大利面条状的聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、较短的聚苯胺分子和称为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)的导电组合。他们调整了配方以提高导电性和自适应耐久性。例如,在混合物中增加10%的PEDOT:PSS可提高导电性和自适应耐久性。研究小组还尝试在混合物中添加小分子,注意每种添加剂如何改变聚合物的特性。最终,带正电荷的纳米粒子添加剂最能改善适应性功能。实验室的博士后研究员吴迪说:"在我们的材料中加入带正电荷的分子,使其在更高的拉伸速率下更加坚固。"实际应用可能包括用于智能手表的集成表带和背面传感器,可以轻松承受人类手腕上日常生活的恶劣环境。这种柔性材料还可以应用于医疗领域,也许可以集成到心血管传感器或血糖监测仪等可穿戴设备中。吴和团队甚至改良了适合3D打印的早期材料版本,并制作了一只人手的复制品,以展示其作为假肢使用的潜力。王说:"它有许多潜在的应用领域,我们很高兴看到这一全新的、非传统的特性将把我们带向何方。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424697.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1424697.htm

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