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  近日，大連理工大學(xué)生物工程學(xué)院劉田教授等人分別以Tailorable biosensors for real-time monitoring of stress distribution in soft biomaterials and living tissues 和Damping Chitin Hydrogels by Harnessing Insect Cuticles-inspired Hierarchical Structures為題在Nature Communications和Cell Reports Physical Science上發(fā)表了兩篇最新研究論文。分別介紹如下：

  由于所有材料都承受一定的應(yīng)力，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測應(yīng)力及其分布對于闡明天然軟材料的生理功能以及人工軟材料的應(yīng)用至關(guān)重要。然而，由于其低模量、弱力（~pN）相互作用及復(fù)雜動態(tài)特性，原位表征軟材料中的力或應(yīng)力分布，特別是對活體生物材料來說，是一個(gè)挑戰(zhàn)。這限制了新型軟材料開發(fā)及其潛在應(yīng)用的發(fā)展。

  相關(guān)成果以“Tailorable biosensors for real-time monitoring of stress distribution in soft biomaterials and living tissues”為題發(fā)表在《Nature Communications》上。大連理工大學(xué)生物工程學(xué)院博士生原烽堠為論文第一作者。

圖1. 基于 F?rster 共振能量轉(zhuǎn)移的力傳感模塊和碳水化合物結(jié)合模塊-1（FTSM-CBM-1）的設(shè)計(jì)。

圖2. 生物材料中應(yīng)力分布的原位檢測。

  值得一提的是，此前該團(tuán)隊(duì)與中國農(nóng)科院深圳基因組所梁翔禹團(tuán)隊(duì)合作，在Cell子刊Cell Reports Physical Science上發(fā)表文章“Damping Chitin Hydrogels by Harnessing Insect Cuticles-inspired Hierarchical Structures”，報(bào)道了一種簡單、高效的仿生策略來設(shè)計(jì)并制造具有柔韌片層結(jié)構(gòu)的水凝膠阻尼器。團(tuán)隊(duì)通過可調(diào)節(jié)的雙溶劑交換工藝實(shí)現(xiàn)對材料的自組裝速率、晶域尺度調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)、微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能與抗沖擊性的調(diào)諧。該工作與本研究共同實(shí)現(xiàn)了仿生應(yīng)力研究平臺的構(gòu)建，有助于揭示生物生理學(xué)中的諸多難題，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜步態(tài)微型仿生機(jī)器人的設(shè)計(jì)及潛在應(yīng)用開發(fā)。

  論文鏈接：

  https://www.nature.com/articles/s41467-025-56422-8#Ack1

  https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(23)00467-8