我國科學(xué)家設(shè)計(jì)出快速自愈的活體材料

    活體材料的核心優(yōu)勢(shì)之一是自修復(fù)，目前，這種自修復(fù)全部依靠細(xì)胞自身的生長更新，自修復(fù)時(shí)間在幾個(gè)到幾十個(gè)小時(shí)之間。但是具體應(yīng)用在可穿戴器件中時(shí)，材料在拉伸或折疊后必須快速修復(fù)，才能保證器件運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此對(duì)自修復(fù)的時(shí)間要求通常是分鐘級(jí)。單純利用生物生長帶來的自修復(fù)效應(yīng)無法解決在可穿戴器件中的應(yīng)用問題，亟待引入跨學(xué)科的理念及設(shè)計(jì)。

    近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的研究人員在《Nature Chemical biology》發(fā)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(dǎo)微生物通過抗原抗體相互作用產(chǎn)生粘合，從而形成可快速自修復(fù)的活體功能材料，并將其推廣應(yīng)用于全新的應(yīng)用領(lǐng)域（如智能制造）及可穿戴設(shè)備的組裝。

    科研人員運(yùn)用已開發(fā)的抗原或抗體及表面展示體系構(gòu)建工程細(xì)菌，將抗原或抗體展示到大腸桿菌細(xì)胞膜表面，隨后混合兩種細(xì)菌構(gòu)建材料，混合后的細(xì)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(xué)工具可對(duì)LAMBA進(jìn)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(yīng)變傳感器等可穿戴器件中顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如在應(yīng)變傳感器中，利用活體材料構(gòu)建的柔性LAMBA應(yīng)變傳感器可穩(wěn)定的感知指節(jié)動(dòng)作，并給與相應(yīng)的信號(hào)輸出。

    該研究利用高分子物理化學(xué)的理念實(shí)現(xiàn)合成生物學(xué)在信息技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)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(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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