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本文介绍了一种基于生物榜样设计 4D 打印自成形材料系统的材料编程方法。植物启发了许多自适应系统,这些系统无需使用任何操作能量即可移动;然而,这些系统通常以简化的双层形式设计和制造。这项工作介绍了用于 4D 打印具有复合机制的仿生行为的计算设计方法。为了模拟运动植物结构的各向异性排列,使用基于挤压的 3D 打印在中观尺度上定制材料系统。该方法通过将缠绕植物(Dioscorea bulbifera)的力产生原理转移到自紧夹板的应用来展示。通过张紧其茎螺旋,D. bulbifera 对其支撑物施加挤压力,以提供对抗重力的稳定性。D. bulbifera 的功能策略被抽象并转化为定制的 4D 打印材料系统。然后评估这些仿生运动机制的挤压力。最后,在腕前臂夹板(一种常见的矫正装置)中对自紧功能进行了原型设计。所提出的方法可以将新颖且扩展的仿生设计策略转移到 4D 打印运动机制中,从而进一步为可穿戴辅助技术及其他领域的新型自适应创作打开设计空间。
1 . 沈阳航空航天大学机电工程学院,沈阳 110136 2 . 航空数字化制造工艺国防重点学科重点实验室,沈阳 110136 3 . 吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130022 摘要 应用热压技术,提出了一种简单、经济有效的方法来制造具有稳健超疏水润湿状态的微结构高密度聚乙烯 (HDPE) 表面。在热压过程中,柔性模板中的微网格和微凹槽被 PE 熔体填充。随后,在 PE 薄膜表面形成两级微结构。当 5 μL 水滴滴在该 PE 薄膜表面时,其接触角为 151.8˚±2˚,滚动角 > 90˚。计算出表面上的水钉扎能力,滚落角是指定水滴体积的二次函数。具体而言,由于表面的固体-蒸汽复合界面,HDPE 薄膜上出现了 356 μN 的水钉扎力。同时,自清洁和浸泡测试表明,具有微柱的 HDPE 表面在外部压力下表现出强大的 Cassie 浸渍润湿状态。所提出的微结构表面表面制造方法是开发液滴操纵和功能性仿生聚合物表面的合适候选方法。
1。教育部的绿色制备和功能材料应用主要实验室,湖北大学,武汉430062,中国2。固体润滑的国家主要实验室,兰州化学物理研究所,中国科学院,兰州730000,中国摘要,世界人口的爆炸性增长以及工业用水消耗的迅速增长,世界供水已陷入危机。淡水资源的短缺已成为一个全球问题,尤其是在干旱地区。本质上,许多生物可以在恶劣的条件下从雾水中收集水,这为我们提供了开发新功能性雾收集材料的灵感。大量的仿生特殊润湿合成表面是合成的,用于水雾收集。在这篇综述中,我们引入了一些自然界的水收集现象,概述了生物水收集的基本理论,并总结了生物水收集的六种机制:表面润湿性增加,水传输面积增加,长距离水的散热,水积累和储存,冷凝水,凝聚力促进和重力促进和重力驱动。然后,讨论了三种典型生物的水收集机制及其合成。及其功能,收集水效率,其仿生材料中的新发展,包括仙人掌,蜘蛛和沙漠甲虫。多种生物学的研究是受到nepenthes潮湿和光滑的蠕动的启发。彼此相互结合的各种生物水收集结构的出色特征远远优于其他单一合成表面。此外,植物雾收集材料的制备和应用的主要问题以及材料雾收集的未来发展趋势。
BME-452:仿生神经工程简介 (2 个学分) 讲师:Tuan Hoang 讲师,生物医学工程主任,南加州大学库尔特转化研究合作伙伴计划 披露:NineSquare Global Fund 执行合伙人,NineSquare Ventures 联合创始人,Fluid Synchrony LLC、Senseer LLC 和 Senseer Health Inc. 电子邮件:tuan.q.hoang@usc.edu 办公时间:请预约 DRB 159 会议时间和地点:周五,上午 10 点至上午 11:50,GFS 204 课程描述 将介绍与神经系统交互的可植入仿生微电子设备设计中的工程原理、生物学、技术挑战和最新发展。将与该领域的教师一起进行为期 10 周的结构化实验室实习。先决条件 EE-202L;建议具备生物学基础知识。阅读材料
在现代社会中,癌症的发生率,炎症性疾病,神经系统疾病,代谢疾病和心血管疾病正在上升。这些疾病不仅给患者造成身体和精神痛苦,而且还会给社会带来巨大负担。早期,对这些疾病的无创诊断可以减轻患者的身体和精神疼痛和社会压力。 迫切需要对非侵入性疾病标志物检测,大规模疾病筛查和早期诊断的高级材料和方法。 仿生材料是合成材料,旨在具有生物相容性或可生物降解,然后开发用于医疗行业。 近年来,随着纳米技术的发展,已经引入了各种具有先进特性的仿生医学材料。 仿生纳米材料在生物传感,生物成像和其他领域取得了长足的进步。 疾病诊断中仿生纳米材料的最新进步引起了极大的兴趣。 然而,尚未审查仿生纳米材料在疾病诊断中的应用。 本综述特别关注仿生纳米材料在非侵入性疾病标志物检测和疾病诊断中的潜力。 第一部分着重于不同种类的晚期仿生纳米材料的特性和特征。 在第二部分中,综述了使用生物传感器和基于生物传感器和生物成像的最新方法,以非侵入性疾病诊断的仿生纳米材料进行审查。早期,对这些疾病的无创诊断可以减轻患者的身体和精神疼痛和社会压力。迫切需要对非侵入性疾病标志物检测,大规模疾病筛查和早期诊断的高级材料和方法。仿生材料是合成材料,旨在具有生物相容性或可生物降解,然后开发用于医疗行业。近年来,随着纳米技术的发展,已经引入了各种具有先进特性的仿生医学材料。仿生纳米材料在生物传感,生物成像和其他领域取得了长足的进步。疾病诊断中仿生纳米材料的最新进步引起了极大的兴趣。然而,尚未审查仿生纳米材料在疾病诊断中的应用。本综述特别关注仿生纳米材料在非侵入性疾病标志物检测和疾病诊断中的潜力。第一部分着重于不同种类的晚期仿生纳米材料的特性和特征。在第二部分中,综述了使用生物传感器和基于生物传感器和生物成像的最新方法,以非侵入性疾病诊断的仿生纳米材料进行审查。此外,在第三部分中描述了仿生纳米材料的现有问题和未来发展。仿生纳米材料的应用将为非侵入性疾病标记物检测,大规模临床筛查和诊断提供一种新颖而有希望的诊断方法,从而促进具有更好的检测性能和全球临床公共卫生发展的设备的开发。
目的:基于纳米材料的药物递送系统,允许有效地将小分子化学果靶向肿瘤的靶向递送,从而彻底改变了癌症治疗。最近,作为具有出色物理化学特性的新型纳米材料,氮化硼纳米球(BNS)已成为有前途的药物递送候选人。但是,分散性差和靶向肿瘤的缺乏严重限制了进一步的应用。在这项研究中,为靶向抗癌药物递送而设计了癌细胞 - 膜仿生BN。方法:从HeLa细胞(HM)提取的细胞膜用于通过物理挤出来封装BN。阿霉素(DOX)作为模型药物加载到HM-BNS上。结果:细胞膜涂料具有出色的分散性和细胞相容性。药物释放曲线表明,DOX@HM-BNS对酸性pH值有反应,从而导致DOX迅速释放。由于癌细胞膜的同源靶向,揭示了HeLa细胞的DOX@HM-BN的细胞摄取。cck8和活/死测定表明,由于自选择性的细胞摄取,dox@hm-bns对HeLa细胞具有更强的细胞毒性。最后,使用HELA肿瘤模型进行的抗肿瘤研究表明,DOX@HM-BNS具有比游离DOX或DOX@BNS更有效的肿瘤抑制作用。结论:这些发现表明,新开发的HM-BN有望成为有效的肿瘤选择性药物用于肿瘤治疗的载体。关键词:氮化硼纳米球,癌细胞膜,靶向药物递送,化学疗法,仿生
摘要对应对“大数据”的需求不断增长(基于或在人工智能的协助下),以及对更完全理解大脑的运作的兴趣,刺激了欧特的启用,以构建来自廉价的常规组件的生物学模拟计算系统,并构建neurol od eare die earo earo earo neuro-neuro-morphic systems)计算系统。在一侧,这些系统需要异常数量的处理器,这引入了性能限制和非局部缩放。在另一侧,神经元操作与常规工作负载差异很大。The conduction time (transfer time) is ignored in both in conventional computing and ”spatiotemporal” compu- tational models of neural networks, although von Neu- mann warned: ” In the human nervous system the con- duction times along the lines (axons) can be longer than the synaptic delays, hence our above procedure of ne- glecting them aside of τ [the processing time] would be unsound ” [1], section 6.3。仅这种区别就可以模仿技术实施中的生物学行为。此外,计算中最近的问题引起了人们对时间行为的关注,即时间行为也是计算系统的一般特征。已经注意到了他们在生物系统和技术系统中的某些影响。在这里建议的转移时间正确处理,而不是引入一些“外观”模型。基于Minkowski变换引入时间逻辑,给出了定量洞察
作者:BS Lazarus · 2020 · 被引用 142 次 — 生物系统必须具备承受战斗和防御过程中碰撞产生的冲击的能力。因此,进化创造了...