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神奇「黏液」:開啟醫療、綠能與機器人應用新紀元

圭爾夫大學(University of Guelph,簡稱U of G)的研究人員研發出一種類似黏液的材料,這種材料在受到壓縮時能夠產生電力。當研究團隊利用薩斯喀徹溫大學的加拿大光源(Canadian Light Source,簡稱CLS)對其原型進行研究時,發現這種材料具有一系列潛在的應用價值。

如果將這種材料安裝在地板上,當人們在上面行走時,它就能產生乾淨的能源。要是把它整合到鞋墊中,還可以用來分析走路的步伐。該研究的首席研究員艾麗卡・彭西尼(Erica Pensini)表示,理論上,這種材料甚至可以作為合成皮膚的基礎,用於訓練機器人在為患者檢查脈搏時掌握合適的壓力。

彭西尼指出:「同步輻射加速器就像一臺超級顯微鏡,它讓我們得以觀察到,當施加電場時,這種材料的晶體結構會發生改變。」

圭爾夫大學的副教授彭西尼及其同事發現,這種「黏液」在顯微鏡下能夠形成不同的結構,它可以像海綿一樣排列,也能像千層麵一樣形成層狀結構,或者呈現出六角形的形態。彭西尼與圭爾夫大學的教授亞歷杭德羅・G・馬蘭戈尼(Alejandro G. Marangoni)、陳愛成(Aicheng Chen)和斯特凡諾・格雷戈裡(Stefano Gregori)合作完成了這項研究。他們的研究成果發表在《分子液體期刊》(Journal of Molecular Liquids)上。

彭西尼解釋說,這種特性為體內藥物的靶向輸送提供了機會。「可以想像,讓這種材料先呈現一種包含藥物成分的初始結構,然後當施加電場時,結構發生變化,從而釋放出藥物。」

該團隊研發的原型材料由與人體高度相容的天然物質組成,其中90%是水,此外還含有油酸(存在於橄欖油中)和胺基酸(人體蛋白質的構成單位)。她表示:「我想製造出一種百分之百安全無害的東西,我可以毫無顧慮地將它塗在自己的皮膚上。」

這種材料還可以用來製作能主動促進傷口癒合的繃帶。彭西尼說:「我們的身體會產生微弱的電場,將癒合細胞吸引到開放性傷口處。理論上,透過製作一種能增強這種電場的繃帶,可以加快傷口的癒合速度。在這種情況下,繃帶可以透過我們的自然動作和呼吸來啟動。」

彭西尼對這種「黏液」的潛在用途感到十分興奮。與此同時,她打算在攀巖後將其用作手部護膚膏。她笑著說:「我得先找個實驗物件,那不如就拿自己試試,不是嗎?」