摘要虽然众所周知,机械动力学在神经发生或神经变性等关键过程的神经分化中具有影响力,但对神经干细胞疗法的研究通常集中在生化相互作用上,而不是机械方面,而不是机械方面,通常会导致低效性和无法满足的潜力。因此,当前的研究试图使用常规的二维(2D)平面底物来阐明机械刺激对神经性能的影响。然而,这些2D底物无法捕获体内神经干细胞环境的定义三维(3D)特征。为了填补这一研究差距,我们使用长链聚乙烯糖二丙烯酸酯(PEGDA)和明胶 - 乙糖酰基酰基(Gelma)合成了一系列软弹性3D水凝胶,以模仿3D细胞培养的神经组织机械环境。通过改变聚合物的浓度,我们获得了低至10 kPa的拉伸模量和低至0.8 kPa的压力模量的生物塑料水凝胶。体外结果表明,Gelma-PEGDA水凝胶具有支持神经细胞生长,增殖和分化以及神经突生长所需的高生物相容性。然后,我们研究了机械拉伸对神经细胞行为的影响,并观察到机械拉伸可以显着增强神经突的延伸和轴突伸长。另外,神经突在拉伸方向上更方向定向。免疫细胞化学和相对基因表达数据还表明,机械张力可以上调神经分化蛋白和基因的表达,包括GFAP和βIII-微管蛋白。总体而言,这项研究表明,除了改善了对特定谱系神经分化的凝胶-PEGDA的特定机械性能外,水凝胶拉伸还成为改善神经干细胞疗法治疗结果的潜在诱人策略。
基于液体金属(LM)的可拉伸印刷电路板的高密度互连(HDI)技术对于扩大其适用性至关重要。HDI技术提供了高分辨率的多层电路,具有高密度的组件,这是下一代神经探针以及超声波和传感器阵列所必需的。这项研究提出了一种使用激光雕刻的微凹槽的HDI技术,并在硅酮中使用保护性升力 - 聚乙烯醇(PVA)和随后的显微镜LM粒子喷雾沉积。这种方法实现了高分辨率的LM模式,并同时实现了组件的多层连接性和高密度集成,即实现HDI技术。使用可伸缩的0201 LED显示器证明,密度为每毫米2的六个铅和一个耳蜗植入物(CI)电极阵列。所证明的CI制造有可能以提高精度和吞吐量的植入物的全自动印刷电路板制造。植入豚鼠中的植入物表明,CI能够使用高质量的电气听觉脑干反应(EABR)和电气复合动作电位(ECAP)激活听觉神经元。此外,LM互连的U形横截面比正常矩形横截面具有更高的电路机械冲击力。
1.1.2 冲压喷气发动机...................................................................................................................... 8
治疗,并实现新的消费者可穿戴技术,如电子皮肤、电子纺织品和软机器人。2 与身体保形和不可察觉集成的先决条件是需要柔软且可拉伸的电子设备。这些设备包含多个电气元件来执行复杂的功能,并且已经取得了进展以实现其在操作过程中的可拉伸性,但它们通常设计用于容纳刚性和笨重的电池组件。3–5 集成可拉伸紧凑的电池将缓解这个问题。然而,增加现有可拉伸电池设计中的氧化还原活性材料含量通常会导致电极更硬且可拉伸性更低。6–8 此外,它们主要基于不可持续的过渡金属氧化物活性材料、不可生物降解的石油基弹性体(有机硅、苯乙烯嵌段共聚物等)和集电器中昂贵的导电金属纳米填料(金、银等)。9
自愿运动在执行前需要做好准备。人们已在整个中枢神经系统中观察到了准备活动,最近在人类周围神经系统(即肌梭)的一级神经元中也发现了准备活动。感觉器官中出现的变化表明,拉伸反射增益的独立调节可能是运动准备的重要组成部分。本研究的目的是进一步研究人类受试者优势上肢的短延迟拉伸反射反应 (SLR) 和长延迟拉伸反射反应 (LLR) 的准备调节。具体来说,我们研究了不同的目标参数(目标距离和方向)如何影响目标导向伸手的背景下拉伸反射增益的准备调节,以及任何此类调节是否取决于准备持续时间和背景负荷的方向。我们发现目标距离只会产生很小的反射增益变化。相比之下,SLR 和 LLR 增益都根据目标方向受到强烈调节,从而促进即将到来的自愿运动。当准备延迟足够长(> 250 毫秒)且同向肌肉未负重时,这种以目标为导向的 SLR 和 LLR 增益调节会出现或增强 [即,当背景负荷首次施加在同向肌肉动作方向(辅助负荷)时]。结果进一步支持了伸手准备中相对缓慢进化的过程,该过程可能通过独立控制肌腱运动神经元来调节反射性肌肉僵硬。这种控制可以增强自愿的目标导向运动,并在同向肌肉未负重时被触发或增强。
摘要:结构钢和混凝土是社会基础设施建设不可或缺的材料。然而,这些材料会随着时间的推移而发生降解,从而导致钢筋腐蚀。为了解决这个问题,人们使用纤维增强聚合物 (FRP) 进行加固。在本研究中,进行了拉伸试验,以评估 FRP 应用于缆索桥结构的材料特性。这些测试旨在研究提高粘结性能的各种参数。基于不同参数的实验,如果满足以下条件,则可以实现足够的粘结性能:砂浆水 ≤ 16%(无论制造商如何);劈裂深度与钢管长度比 ≥ 75%;砂浆注入方向向上/向下;以及使用纤维板加固。此外,试验中使用的钢管(长度为 410 mm,外径为 42.7 mm)在可加工性和成本效益方面表现最佳。通过进行更精确的测试来研究材料的基本特性,有可能实现更精确的条件以实现足够的粘结性能。这将有助于提高碳纤维增强塑料电缆在电缆桥架结构中的成本效益和安全性。
摘要 裂纹控制策略已被证明对于增强基于金属薄膜的可拉伸导体的拉伸能力非常有用。然而,现有的策略往往存在制备复杂和有效方向预定的缺点。在这里,我们提出了一种裂纹补偿策略,用于制备具有高拉伸性的导体,即使用液态金属微粒 (LMMPs) 嵌入聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 作为基底,在其表面溅射一层薄薄的金 (Au) 薄膜。LMMPs 在拉伸时可以拉长以连接破裂的金膜,这可以形成导电的“岛-隧道” (IT) 结构以补偿裂纹并保持导电性。通过使用可拉伸导体作为电极记录人体肱桡肌表面肌电图并监测正常和癫痫状态下大鼠的皮层电图信号,证明了可拉伸导体的高性能。所开发的策略显示出为柔性电子产品的制造提供新视角的潜力。
添加剂制造已从快速原型技术发展为一种能够生产具有高度复杂零件的机械性能,而机械性能超过了传统上实现的特性。 div>激光技术对金属粉末的加工允许处理多种合金甚至复合材料。 div>这项研究分析了通过选择性激光融合合并的316L不锈钢的牵引和压缩响应。 div>通过光学MI磨练分析了结果分钟。 div>关于机械性能,对蠕变的抗性,对牵引力的最终抵抗力,裂缝前经济百分比,对理解和微量残留性的抗性。 div>结果表明,微观结构是由堆叠的熔融微底裂组成的,在该微孔中,由于高热梯度和高固化速度,生成了细胞子图。 div>压缩抗性(1511.88±9.22 MPa)优于牵制性(634.80±11.62 MPa)。 div>这种差异主要与变形硬化和残余张力有关。 div>最初的微腐烂率为206.24±11.96 HV,在压缩测试后,硬度增加了23%。 div>
这是以下文章的同行评审版本:Wang,C.,LV,Z.,Mohan,M.P.,Cui,Z.,Liu,Z.,Jiang,Y.,Li,J.,Wang,C.,Pan,S.&Chen,X。(2021)。穿衣蛋白启发的可拉伸,微波启发性的Metascale。Advanced Materials,33(41),2102131-,已在https://doi.org/10.1002/adma.202102131上以最终形式出版。本文可以根据Wiley使用自构货币版本的条款和条件来将其用于非商业目的。
已用于机械响应变色聚合物[8–10],而电子转移机制已被用于制造电致发光机器人皮肤。[11] 具有应力可调结构色的软材料也已开发出来,使用水凝胶基质中的定向纳米片或有机双层、聚合物渗透的光子晶体和液晶系统。[4,5,12] 尽管概念验证材料和设备已经成功展示,但目前这些材料在自主和节能的块体设备中的利用受到以下因素的阻碍:诱导颜色变化所需的高能量输入、速度慢、不可逆性以及扩大合成和制造工艺的挑战。与人造设备相比,鱼、鱿鱼和变色龙等动物已经进化出优雅、节能的细胞内结构,可以动态控制颜色,从而进行交流、警告、保护和伪装。 [13–17] 其中一些动物的彩虹色是由一种名为虹细胞的特殊细胞内的层状纳米结构反射光线的建设性干涉产生的。颜色和亮度的变化是通过细胞介导对这些反射结构的层状间距和方向的操控而产生的。例如,霓虹灯鱼只需使用所谓的百叶窗机制倾斜高反射率的鸟嘌呤板,就能将颜色从蓝绿色(≈ 490 纳米)变为靛蓝色(≈ 400 纳米)(图 1 A、B 和电影 S1,支持信息)。[13] 在电刺激虹细胞的驱动下,颜色变化是可逆的,而且速度超快。由于该机制依靠入射光作为动力源,并且反射光线通过建设性干涉得到加强,因此这些动物可以用最少的能量输入产生强烈、动态可调的颜色。人们还广泛探索了堆叠的薄片形式的层状结构,以便对合成材料的性质和功能进行结构控制。受软体动物壳结构的启发,粘土和无机薄片排列成珍珠层的砖和砂浆结构,可用于显著提高聚合物基复合材料的刚度和断裂韧性。[18–22] 除了机械性能外,人们还开发了具有精心设计的薄片取向的结构材料,以提高锂离子电池石墨阳极的充电速率[23],或实现受植物启发的变形结构[24]和软机器人的形状变化。[25] 与许多可以实现的组装过程相比,