夹杂互联双层乳液可模仿人体组织的分类和过滤能力
发布时间: 2026-08-03 12:26:27
科技日报北京7月28日电（记者刘霞）美国得克萨斯大学奥斯汀分校的科学家开发出一种新型3D打印材料——夹杂互联双层乳液。它能像人体组织一样分类和过滤，允许特定分子通过，同时阻挡其他分子，这一特性有望在医学、机器人等领域发挥重要功能。相关论文发表于最新一期《自然·材料学》杂志。
新型3D打印材料艺术图。图片来源：美国德克萨斯大学奥斯汀分校 此前，科学家构建的小型组织状材料难以放大到实用尺寸。而新方法仅靠简单的混合与离心技术，便在几分钟内将数十亿个微小水滴紧密挤压在一起，迅速形成大型组织状材料，一举突破了组织状材料形成速度和规模的双重瓶颈。每个水滴都由一层薄膜隔开，膜彼此相连，恰如人体组织中的细胞结构。这些人工组织可以像肾脏或肠道那样分离和输运离子、分子。
由此得到的柔性材料能塑造成类似不同人体组织的物质。因其结构与真实组织高度相似，且可采用生物相容性材料进行3D打印，这些物质可作为生长新组织或器官的理想支架。其灵活性和响应性，也让它们成为软体机器人的绝佳基础。此外，通过添加特定蛋白质，这种材料还被赋予传导离子电流的能力，如同神经组织一般，这为构建模仿人脑的计算系统开辟了新途径。
在另一个实验中，添加一种蛋白质后，这种组织就能区分废水中的铵离子和其他离子，之后可利用膜滤除不需要的离子，这为回收和再利用废水中关键矿物离子与营养物质，开辟了一条极具前景的道路。
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