西北工程研究人员已经开发了一种设计柔软材料的理论模型，证明了模仿生物功能的自主振荡性能。欧洲杯足球竞彩该工作可以推进响应材料的设计，用于提供治疗剂以及自主操作的机器人样软材料。欧洲杯足球竞彩
具有生物功能的材料的设计和合成需要结构形式和生理功能之间欧洲杯足球竞彩的微妙平衡。
例如，在胚胎发育过程中，胚胎细胞的平面通过一系列折叠变形成复杂的三维结构，如分支、管状和沟槽。反过来，它们又成为器官执行心跳、营养吸收或神经系统信息处理等重要功能的动态三维积木。
然而，这种形状形成过程由化学和机械信号传导事件控制，这在显微水平上不完全理解。
为了弥补这一差距，由Monica Olvera de la Cruz领导的研究人员设计了模拟这些生物相互作用的计算和实验系统。水凝胶是一类亲水性聚合物材料，在自然界中观察到的化学和机械刺激下能够再现形状变化。欧洲杯足球竞彩
研究人员开发了一种基于水凝胶的壳层的理论模型，该壳层在化学反应诱导下经历了自发的形态变化。
“我们发现化学品改进了局部凝胶微环境，允许以自主方式通过化学机械应力膨胀和抛弃材料，欧洲杯足球竞彩麦考密克工程学院材料科学与工程泰勒律师教授de la Cruz说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“这种生成的动态形态变化，包括定期振荡，让人想起生活系统中发现的心跳。”
纸质，标题为《自振荡弹性壳的化学控制模式形成》于3月1日在杂志上发布pnas.．Olvera de la Cruz实验室的博士后Siyu Li和Daniel Matoz-Fernandez是这篇论文的共同第一作者。
在研究中，研究人员设计了一种化学响应性聚合物壳，意味着模仿生物。它们将水凝胶壳的水性机械性能施加到化学物质中，一种产生特定的图案行为的化学物质 - 在这种情况下，波浪状振荡 - 位于壳体内。
在进行了一系列的还原-氧化反应(一种在两种化学物质之间转移电子的化学反应)之后，外壳产生了能够膨胀或收缩的微室，或者在引入机械不稳定性时诱导屈曲-解屈曲行为。
“我们偶联了水凝胶的机械响应，以改变凝胶内的化学物质浓度作为反馈回路，”Matoz-Fernandez说。“如果化学物质的含量超过了某个阈值，水就会被吸收，凝胶就会膨胀。当凝胶膨胀时，化学物质被稀释，触发化学过程，排出凝胶中的水分，因此凝胶收缩。”
研究人员的模型可作为开发其他柔软材料展示不同的动态形态变化的基础。欧洲杯足球竞彩这可能导致新的药物交付策略，材料以特定速率提高分区化学品或释放尸体的扩散速率。欧洲杯足球竞彩
“原则上，原则上可以设计催化微型组分，其扩展和收缩以特定频率吸收或释放成分。这可能导致更具针对性的时间治疗疾病，”李说。
该工作还可以通过自主运营的机器人样功能，向未来的软材料开发。欧洲杯足球竞彩这些“软机器人”已成为候选人，以支持化学生产，环境技术工具，或用于医学的智能生物材料。欧洲杯足球竞彩然而，材料依赖于欧洲杯足球竞彩外部刺激，例如光，起作用。
＂我们的材料自主运作，因此没有涉及外部控制，“李说。“通过”用化学反应“戳”壳，你触发运动。“
研究人员计划在他们的研究结果上建立并进一步弥合自然和科学实验室的可能性之间的差距。欧洲杯线上买球
“长期目标是创造能够执行复杂功能的自主水凝胶，这些功能由局部机械变形等简单线索触发，Olvera de la Cruz说。
