我國科學家設計出快速自愈的活體材料

作者:冉盛網 時間:2022-01-17 13:48:54

        活體材料的核心優勢之一是自修復,目前,這種自修復全部依靠細胞自身的生長更新,自修復時間在幾個到幾十個小時之間。但是具體應用在可穿戴器件中時,材料在拉伸或折疊后必須快速修復,才能保證器件運行的穩定性,因此對自修復的時間要求通常是分鐘級。單純利用生物生長帶來的自修復效應無法解決在可穿戴器件中的應用問題,亟待引入跨學科的理念及設計。

         近日,中國科學院深圳先進技術研究院的研究人員在《Nature Chemical biology》發表了題為“Programmable Living Material Generated by Bacterial Assembly”的文章,通過在微生物表面編輯抗原或抗體分子,引導微生物通過抗原抗體相互作用產生粘合,從而形成可快速自修復的活體功能材料,并將其推廣應用于全新的應用領域(如智能制造)及可穿戴設備的組裝。

         科研人員運用已開發的抗原或抗體及表面展示體系構建工程細菌,將抗原或抗體展示到大腸桿菌細胞膜表面,隨后混合兩種細菌構建材料,混合后的細菌由于抗原-抗體作用迅速自組裝成材料前體(LAMBA)。而利用合成生物學工具可對LAMBA進行編程,賦予其生物降解或生物催化的功能。

         LAMBA自愈合特性在應變傳感器等可穿戴器件中顯示出獨特的優勢。例如在應變傳感器中,利用活體材料構建的柔性LAMBA應變傳感器可穩定的感知指節動作,并給與相應的信號輸出。

         該研究利用高分子物理化學的理念實現合成生物學在信息技術領域應用的可能,為生物與信息融合研究開拓新思路、新方向。

         論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41589-021-00934-z

         注:此研究成果摘自《Nature Chemical biology》雜志,文章內容不代表冉盛觀點和立場,僅供參考。