2008年3月7日
一个跨学科的研究团队，来自美国加州大学高分子科学与工程系和生物医学工程系欧洲杯线上买球凯斯工程学院路易斯·斯托克斯·克利夫兰退伍军人事务部医疗中心在2008年3月7日的《科学》杂志上发表了一项关于一种新型聚合物的开创性工作，这种聚合物显示出化学反应的机械适应性，这意味着聚合物在接触液体时可以在几秒钟内从硬塑料变为软塑料，反之亦然，世界上最负盛名的学术期刊之一，涵盖科学的各个方面。欧洲杯线上买球
Jeffrey R. Capadona，退伍军人管理局高级平台技术(APT)中心副研究员，研究生Kadhiravan Shanmuganathan，凯斯西储大学教授和APT研究员Dustin Tyler(生物医学工程)，Stuart Rowan(大分子科学)和Christoph欧洲杯线上买球 Weder(大分子科学)提出了一种全新的方法来开发聚合物纳米复合材料，当暴露在特定的化学刺激下时，这种材料的力学性能会发生改变。
“我们可以设计这些新的聚合物，当暴露在特定的化学物质中时，以一种程序化的方式改变它们的机械性能，特别是刚度和强度，”该论文的资深作者之一韦德尔说。
“我们在《欧洲杯足球竞彩科学》杂志上报道的材料被设计成当与水接触时，从硬塑料（欧洲杯线上买球比如CD盒）转变为软橡胶，”罗文补充道，他是韦德在该项目上的合作伙伴，已经将近六年了。
saud Shan欧洲杯足球竞彩muganathan说:“我们的新材料是专门针对水而设计的，并表现出最小的膨胀，所以它们不会像海绵一样吸水。”
在他们的新方法中，研究小组使用了一种仿生方法——或模仿生物学——模仿在海参皮中发现的大自然的设计。
“这些生物可以可逆地、迅速地改变皮肤的硬度。通常情况下，海参非常柔软，但是，例如，在应对威胁时，动物可以通过硬化皮肤来激活它的‘护甲’，”卡帕多纳解释说，他的水族馆里有一只海参。海洋生物学家在早期的研究中已经表明，生物组织中的切换效应源自一种独特的纳米复合结构，其中高度刚性的胶原纳米纤维嵌入在柔软的结缔组织中。这种僵硬是由动物神经系统分泌的特定化学物质调节的，这些化学物质控制着胶原蛋白纳米纤维之间的相互作用。当连接时，纳米纤维形成一个增强网络，与断开(软)状态相比，大大增加了材料的整体刚度。
在他们最近成功制造含有刚性纤维素纳米纤维的人造聚合物纳米复合材料的基础上，他们于2007年12月获得了《自然纳米技术》的封面，该团队模仿了为海参“设计”的自然建筑，并创造了具有类似机械变形特征的人工材料。欧洲杯足球竞彩
Case Western Reserve/VA团队对在生物医学应用中使用这种动态力学材料特别感兴趣，例如用于皮质内微电极的自适应基底。欧洲杯足球竞彩这些设备是作为“人工神经系统”的一部分开发的，有可能帮助治疗帕金森氏症、中风或脊髓损伤等疾病的患者，即身体与大脑的接口受损的疾病。在实验研究中观察到的一个问题是，这种微电极记录的大脑信号的质量通常在植入后几个月内就会下降，这使得慢性应用具有挑战性。这种失败的一个假设是，这些电极的高硬度，这是插入电极所需要的，随着时间的推移，会对周围非常柔软的脑组织造成损害。“我们相信使用机械适应性聚合物作为衬底的电极可以缓解这个问题，”专门研究神经接口和功能性电刺激的Dustin Tyler解释道。使用这种新型自适应材料的实验性微电极的开发和测试目前正在进行中。欧洲杯足球竞彩Weder解释说:“这就是为什么我们设计的第一种材料能够对水做出反应欧洲杯足球竞彩。”他补充说:“这使得刚性电极在植入富含水分的大脑后变得柔软。”