近日，广东以色列理工学院机械工程系副教授姜又华团队，在可修复柔性智能纤毛研究方面取得突破性进展，提出通过在基底制造一种名为“有装甲保护的可再生柔性智能纤毛”。相关成果发表于《美国化学学会纳米杂志》（ACS Nano）。
有装甲保护的可再生柔性智能纤毛的制备工艺。研究团队供图
自然界的柔软纤毛以其主动运输物体闻名。例如，呼吸道纤毛的规律摆动可将呼吸系统中的灰尘和病原体排出体外，从而保护人体健康。为复现这一功能，柔性、有序且可控的人工智能纤毛被广泛研究。然而，纤毛的柔性往往与耐用性相矛盾，即纤毛容易受摩擦、磨损等机械损伤，进而导致目前人工纤毛的应用范围局限在温和的操作环境。
该研究中，研究人员从毛发再生机制获得灵感，通过在基底制造一种名为“有装甲保护的可再生柔性智能纤毛”。他们注意到毛发的一个关键特性是其根植于皮肤，在毛发受损后，未受损的毛囊可使毛发再生。受此启发，研究人员通过“含铁气溶胶在磁场中自主装”的方法，将柔性磁响应微米纤毛整齐地根植于金属微米孔中。
纤毛再生能力和破损样品修复能力的展示。研究团队供图
论文第一作者、广东以色列理工学院博士生魏传奇表示，在面临摩擦、磨损等机械破坏时，金属孔壁就充当了“装甲”的作用，可防止机械破坏源进入孔中，进而使纤毛根部免于机械损伤。而对受损基底重复含铁气溶胶的自主装，气溶胶在残存纤毛根部聚集、生长，最终实现纤毛再生，即破损基底的修复。
此外，这种可再生纤毛还具备防水性、物体操控和自清洁等多重功能，极大地扩展了其应用场景。“该技术的成功研发，不仅解决了纤毛阵列损坏后无法修复的难题，还为智能表面的设计与制备提供了全新的思路。”论文通讯作者姜又华表示。
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c17839
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