因而在海洋探索、极速赛车投注平台生物学研究

类别:高分子门窗    发布时间:2019-09-16 22:18    浏览:

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、极速赛车投注平台共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  《中国科学院院刊》(中文版)是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综...

  《科学通报》是自然科学综合性学术刊物,力求及时报道自然科学各领域具有创新性...

  覆盖数学、物理、化学、生命科学、地球科学、信息科学、技术科学与天文学等学科...

  在亿万年的自然演化中,一些生物体逐渐发展出体色、形态等随环境变化的能力。其中,最典型的例子就是变色龙:它能够根据外部环境或情绪心理的变化来快速改变肤色,以达到伪装或交流的目的。研究表明,变色龙的皮肤具有特殊的多层色素细胞构造,环境或情绪的变化会诱导皮肤肌肉运动,改变皮肤多层色素细胞的分布,进而实现多样化的身体颜色变化。这一有趣的生物体变色现象启发科学家们构建了多种基于高分子薄膜和弹性体的智能仿生软体机器人,这些具有变色功能的伪装机器人在自然环境中表现出类生物体的行为,不易被识别和破坏,因而在海洋探索、生物学研究、环境考察等方面应用前景巨大。相较于高分子薄膜和弹性体,高分子水凝胶具有与生物组织相当的模量及软、湿等特性,可能更加适宜于变色软体机器人的构建。因此,如何通过各向异性高分子水凝胶的组成结构设计,实现驱动与智能荧光色变等功能的协同来构建具有变色功能的水凝胶驱动器,就成为研究人员格外关注的问题。

  Angew. Chem. Int. Ed.)上报道了一种兼具3D复杂形变-智能色变功能的多色荧光高分子水凝胶驱动器(图1),题为Bioinspired Synergistic Fluorescence-Color Switchable Polymeric Hydrogel Actuator(DOI: 10.1002/anie.201908437)。在该工作中,研究人员从多色荧光单体分子设计的源头出发,合成了一种含有吡啶羧酸盐配体的单体6APA,其与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲双叉丙烯酰胺经自由基聚合制备的温敏性高分子水凝胶(PNIPAM-K6APA)的荧光强度很弱,但稀土铕(Eu3+)和铽离子(Tb3+)的分别掺杂会诱导吡啶羧酸盐配体的能量转移,进而发出明亮的红色和绿色荧光,进一步地,可以通过不同比例铕和铽离子与吡啶羧酸盐配体的竞争配位作用的调控来获得红色和绿色相叠加的多色荧光。该荧光水凝胶具有丰富的刺激响应性,酸碱、竞争配位阴/阳离子等的刺激都会改变其荧光颜色(图2)。基于这一智能荧光色变原理,研究人员以温敏性PNIPAM-K6APA为主动层、称量纸为被动层构建了一种各向异性荧光高分子水凝胶驱动器。如图3所示,在碱和温度的交互刺激下,一对分别基于红色荧光Eu-PNIPAM-K6APA和绿色荧光Tb-PNIPAM-K6APA驱动器的仿生变色龙表现出协同的肤色变暗和身姿形变,模仿出变色龙在意欲发动攻击时心理情绪变化诱导的肤色变暗现象;类似地,在铽离子和温度的交互刺激下,基于红色荧光Eu-PNIPAM-K6APA驱动器的仿生变色龙表现出与协同的身姿形变和“红转黄绿”肤色改变,初步模仿出变色龙在环境变化诱导下的皮肤颜色变化多样性(图4)。

  在该工作中,研究人员通过各向异性多色荧光高分子水凝胶驱动器的组成结构设计,协同利用竞争配位调控的荧光色变和温度控制的形状改变,制备了一种具有类变色龙行为的高分子水凝胶基软体机器人。尽管现在的变色软体机器人在结构设计和功能展示上还比较粗糙,但这一成功实例证明了变形变色等多功能协同的软体机器人的可行性,为未来多功能软体机器人的开发和应用奠定了基础。