澳洲国立大学(Australian National University,ANU)的团队研发出一种果冻状材料,其具有活体组织的诸多特性。这种材料的型态为水凝胶,不仅能自我修复,也非常坚韧,还能改变形状以模仿皮肤、韧带及骨骼。


科学家研发出能自我修复并改变形状的水凝胶,可制成人造肌肉和皮肤


新式水凝胶

水凝胶是亲水性极强的三维高分子结构,可容纳90% 以上的水。至今为止,它们已被用于生物工程上的支架、伤口敷料、隐形眼镜、尿布、土壤保湿及义肢等。但水凝胶的特性中,令科学家感兴趣的是这种材料可以模仿活体组织,不仅是静态的特性,而且在受刺激时还能改变体积。

在ANU 发表的研究中,由路克·寇纳教授(Luke Connal)领导的研究团队导入了动态的化学键,让果冻状的水凝胶能像皮肤科学家利用3D打印制造带有血管的人造皮肤)般自我修复,也可以作为人造肌肉使用。

未来应用

ANU 表示,以此种水凝胶的新材料能应用于下一代的软式机器人(soft robot)。此外,水凝胶可以作为3D 列印墨水,并且可按比例放大,以生产更先进的医疗植入物及可游泳的软式机器人。

寇纳教授表示:「藉由我们在水凝胶中设计的特殊化学物质,它就能如同人类皮肤般在破损后自我修复。水凝胶通常很脆弱,但是我们的水凝胶非常坚韧,使其可以如同人体肌肉般轻易举起重物,并且改变形状。这让我们的水凝胶适用所谓的软式机器人的人造肌肉中。由于其自我修复的能力、弹性及强度,我们的水凝胶将是可穿戴技术及各式生医设备上的理想材料。」