粘附性

HP-TCN-D胶体粘附力测试仪又叫压头式粘附力试验机（Probe Tack Tester），是胶带粘附力测试的方式之一，主要用于各种胶带、粘合剂类胶体，等各种不同产品的初始粘着力测试，产品满足ASTM D2979 的规范等国际标准，适合各类研究机构、胶粘剂企业、不干胶等检验检疫机构等。测试原理：使用1X1MM精密研磨的平面探头压在黏胶面，完全接触一定时间之后，再反方向恒速完全分离所产生的最大力，这个最大力值即为所测试样的粘附力，机器会记录离开时最大拉力数值。产品特点：1.数据收集系统具有即精确又易用的特点，是当前先进的测量仪器。2.采用触摸屏控制，控制技术，精度高，操作简便。3.采用高精度传感器，精确度可以达到重量感应器标准的+0.1%。4.先进的静音电机和精密滚珠丝杠，传动运行平稳，位移测量更加准确。5.高清晰触屏显示，操作一目了然6.连接微型打印机：可实现实验日期、试验结果，可打印.7.具有试验力值保持功能，查看实验结果更加方便。8.无级调速可在1—800范围内任意设定9、压头接触时间可调，初始接触压力可调。10、下压速度，初始压力、试验速度，接触时间，设置完成后，一键试验，整个实验过程全自动控制。技术参数：1.负荷范围：0－50N2.精 度：0.5级3.分 辨 率：0.01N4.试验速度：24 ipm (英寸/分)，61cpm (公分/分)，610 mm/min（0.001～800mm/min 可调 ）5、 试验行程：350mm（标配）6、 速度控制范围：1mm/min～800mm/min7、试验机尺寸：530*266*1450或1610 mm8、供电电源：220V，50Hz9、重量:75kG10、压头接触时间可调：0-99s11、接触压头：1x1mm标准配置：主机、电源线、探头一副、夹持辅具一副。

对于毫米尺度3D物体的操纵技术在电子转印、精密装配、微机电系统等领域具有重要的应用前景。传统的基于机械夹持的抓取方案（如镊子等）需要针对不同特征的物体进行专门的设计和定制。例如，普通的尖头镊子难以夹持球体，需要在镊子末端设计专门的环形结构，并且具有环形结构的镊子无法夹持直径小于环形的球体。此外，对于平放在基底表面上的薄片状脆性物体（如硅片等）来说，因其无特殊的可夹持特征，使用镊子等工具难以将其从基底表面夹持住。目前，对于毫米尺度的不同形状和尺寸的3D物体进行可控抓取操纵的通用性技术方案仍然面临挑战。近日，清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的田煜教授课题组提出了一种毫米尺度的喇叭状可控粘附结构及其力学调控方法。喇叭状粘附结构由面投影微立体光刻技术（nanoArch S130，摩方精密）和多步浇铸的工艺方案制备而成，对于多种曲率表面具有良好的自适应接触性能。喇叭状可控粘附结构能够通过接触界面的范德华力作用和负压作用达到~80 kPa的粘附强度，通过外力调控屈曲失稳与基底表面主动脱附，从而实现对于多种三维物体的可控抓取和操纵。该项研究成果以“Trumpet-shaped controllable adhesive structure for manipulation of millimeter-sized objects”为题发表在国际知名期刊《Smart Materials and Structures》上。该研究工作由清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的博士生李小松完成。原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ac262f图1 喇叭状可控粘附结构制备工艺流程图。（a）由面投影微立体光刻技术直接制备得到的蘑菇状结构；（b）通过浇铸得到阴模模具；（c）阴模模具浇铸PU并脱泡；（d）将PDMS球面按压模具得到凹面结构；（e）脱模后的喇叭状结构（dp = 1 mm, h = 1 mm, dt = 1.8 mm, θ =60º）；（f）喇叭状结构的扫描电镜照片。图2 喇叭状粘附结构的粘附性能典型测试力曲线和对应的接触状态演化规律。（a）附着测试模式和（b）脱附测试模式对应的典型法向力测试曲线；（c）附着测试模式和（d）脱附测试模式对应的接触界面状态演化过程；（e）附着测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和预载荷之间的关系；（f）脱附测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和剪切距离的关系。图3 基于内聚力模型的喇叭状可控结构的有限元仿真与界面法向应力演化规律机理。（a）接触-脱附测试过程；（b）接触-卸载-剪切测试过程；（c）接触-卸载-扭转过程中喇叭状粘附结构的变形行为；（d）附着测试过程和（e）脱附测试过程中接触界面法向应力的演化规律，其中紫色的箭头表示法向应力分布的变化方向。图4 喇叭状可控粘附结构对不同大小、不同形状、不同质量、不同材质物体的操纵效果。（a）集成喇叭状粘附结构的操作器；（b）喇叭状粘附结构抓取、转移和释放物体的典型操作步骤；喇叭状粘附结构用于转移多种毫米尺度（c）平面物体和（d）曲面物体的展示；（e）喇叭状粘附结构用于操纵LED灯珠完成THU字样柔性电路装配的展示；（f）喇叭状粘附结构用于水下环境操纵曲面物体的展示。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

四川大学傅强教授和吴凯副研究员报道了一种基于聚合物分子结构和填料表面设计的新型软物质热界面材料。研究团队通过力化学作用将液态金属(LM)包裹在球形氧化铝(Al2O3)表面形成核壳结构的填料，并将其嵌入具有动态粘附性的弹性体（PUPDM）中制备了三元复合材料。巧妙的PUPDM分子设计使得材料与各种热源/冷槽之间形成动态可逆的氢键相互作用，实现了零压状态下的低接触热阻和耐多次热循环的长期稳定性。而液态金属改性填料不仅可以作为导热桥梁，同时有利于聚合物链段在室温下的松弛，平衡了传统功能复合材料中导热性能与表面黏附可逆性的矛盾。这种在导热界面材料上构筑动态可逆键的概念在新型热管理材料和技术领域有广阔的应用前景。相关成果以“A Thermal Conductive Interface Material with Tremendous and Reversible Surface Adhesion Promises Durable Cross-Interface Heat Conduction”为题发表于《Materials Horizons》期刊（Mater. Horiz., 2022, DOI: 10.1039/D2MH00276K）。图1 具有可逆粘附能力的高导热/电绝缘/柔性软材料的分子设计和复合结构示意图随着现代电子设备朝着高度集成化和小型化发展，器件内部指数式增长的热严重影响到电子设备的工作性能、可靠性和使用寿命。因此，导热材料和先进的热管理技术引起广泛的关注。典型的热界面材料已经被大量应用去促进电子设备内部的界面热传导，并且评价其热管理效率的有两个重要的指标：材料本身的热导率和材料与接触基板的接触热阻。近年来，大量的研究人员致力于开发高导热的材料，然而随着电子设备尺寸的日益减小，解决接触热阻的问题变得同样重要。现有的一些降低接触热阻的方法有制备具备触变性和顺应性的材料或者施加外界应用压力。这些方法的目的都是增加接触界面的实际接触面积去实现更好的界面几何匹配。一些微纳尺度界面热传导的研究也表明界面相互作用有助于提高界面热导率，但在宏观热界面领域还缺乏系统的研究。更值得关注的是，由于热界面材料与接触基板的热膨胀系数不匹配，因此在经历长期热循环后，界面几何失配或者界面脱粘仍然会发生，阻碍着热管理的长期稳定性。图2 复合材料的导热和可逆粘附能力展示 为了解决上述问题，本工作采用的策略主要分为三个步骤：１）制备出具有可逆黏附能力的柔性弹性基体，提高热界面材料与基板的相互作用，并通过动态界面热管理实现跨界面热传导的长期稳定性。２）加工得到具有优异导热性能并且不影响柔性基体动态键的可逆性和活动性的导热填料。3）复合加工得到所需复合材料。基于独特结构的LM/Al2O3二元核壳填料结构设计, 结合具有动态可逆粘附弹性基体的合成，该工作中得到的复合材料完美地平衡了导热、柔性和粘附力的可逆性之间的矛盾。随着LM/Al2O3二元填料的加入，聚合物复合材料表现出出色的热导率（6.23 Wm-1K-1)，允许材料内部的各向同性的热传导。同时，受益于二元填料的独特结构，绝缘的LM/Al2O3能有效地隔绝液态金属之间的电渗透网络，保证了复合材料的电绝缘性。此外，由于合成的PUPDM基体展现出超高的适用于多种基板的可逆粘附力（4.48 MPa, Al板，80℃），以及LM在基体和刚性填料的界面处为聚合物分子链链段的运动提供更多的自由度，有利于动态氢键的可逆解离与缔合，因此所得到的PUPDM/LM/Al2O3复合材料同样表现出出色的可逆黏附力（1.50 MPa, Al板，80℃），可以承担起一个10.66 kg的水桶。图3 PUPDM/LM/Al2O3复合材料的界面热管理展示 复合材料与基板之间出色的氢键结合作用实现了零压状态下的低接触热阻（18.28 mm2K W-1）。此外，这种动态可逆的氢键作用保证接触界面拥有良好的长期稳定性，即使复合材料与铝板的热膨胀系数不匹配，但是经过7500次热循环，接触热阻仍然没有明显上升。这种在高导热热界面材料上构筑动态可逆的界面相互作用的概念在微电子冷却技术、热电装置、大功率可穿戴设备等先进电子设备中具有广阔的应用前景。

对于毫米尺度3D物体的操纵技术在电子转印、精密装配、微机电系统等领域具有重要的应用前景。传统的基于机械夹持的抓取方案（如镊子等）需要针对不同特征的物体进行专门的设计和定制。例如，普通的尖头镊子难以夹持球体，需要在镊子末端设计专门的环形结构，并且具有环形结构的镊子无法夹持直径小于环形的球体。此外，对于平放在基底表面上的薄片状脆性物体（如硅片等）来说，因其无特殊的可夹持特征，使用镊子等工具难以将其从基底表面夹持住。目前，对于毫米尺度的不同形状和尺寸的3D物体进行可控抓取操纵的通用性技术方案仍然面临挑战。近日，清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的田煜教授课题组提出了一种毫米尺度的喇叭状可控粘附结构及其力学调控方法。喇叭状粘附结构由面投影微立体光刻技术（nanoArch S130，摩方精密）和多步浇铸的工艺方案制备而成，对于多种曲率表面具有良好的自适应接触性能。喇叭状可控粘附结构能够通过接触界面的范德华力作用和负压作用达到~80 kPa的粘附强度，通过外力调控屈曲失稳与基底表面主动脱附，从而实现对于多种三维物体的可控抓取和操纵。该项研究成果以“Trumpet-shaped controllable adhesive structure for manipulation of millimeter-sized objects”为题发表在国际知名期刊《Smart Materials and Structures》上。该研究工作由清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室的博士生李小松完成。原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ac262f图1 喇叭状可控粘附结构制备工艺流程图。（a）由面投影微立体光刻技术直接制备得到的蘑菇状结构；（b）通过浇铸得到阴模模具；（c）阴模模具浇铸PU并脱泡；（d）将PDMS球面按压模具得到凹面结构；（e）脱模后的喇叭状结构（dp = 1 mm, h = 1 mm, dt = 1.8 mm, θ =60º）；（f）喇叭状结构的扫描电镜照片。图2 喇叭状粘附结构的粘附性能典型测试力曲线和对应的接触状态演化规律。（a）附着测试模式和（b）脱附测试模式对应的典型法向力测试曲线；（c）附着测试模式和（d）脱附测试模式对应的接触界面状态演化过程；（e）附着测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和预载荷之间的关系；（f）脱附测试模式下喇叭状粘附结构的粘附力和剪切距离的关系。图3 基于内聚力模型的喇叭状可控结构的有限元仿真与界面法向应力演化规律机理。（a）接触-脱附测试过程；（b）接触-卸载-剪切测试过程；（c）接触-卸载-扭转过程中喇叭状粘附结构的变形行为；（d）附着测试过程和（e）脱附测试过程中接触界面法向应力的演化规律，其中紫色的箭头表示法向应力分布的变化方向。图4 喇叭状可控粘附结构对不同大小、不同形状、不同质量、不同材质物体的操纵效果。（a）集成喇叭状粘附结构的操作器；（b）喇叭状粘附结构抓取、转移和释放物体的典型操作步骤；喇叭状粘附结构用于转移多种毫米尺度（c）平面物体和（d）曲面物体的展示；（e）喇叭状粘附结构用于操纵LED灯珠完成THU字样柔性电路装配的展示；（f）喇叭状粘附结构用于水下环境操纵曲面物体的展示。

为了进入有丝分裂，大多数粘附的动物细胞减少粘附，随后细胞变圆。有丝分裂细胞如何调节与邻近细胞和细胞外基质(ECM)蛋白的粘附目前学界尚不清楚。尽管在有丝分裂之前、之中和之后的粘附调节的重要性已经被很好地证明，但是对于有丝分裂细胞如何调节细胞ECM和细胞-细胞粘附的启动的见解还是有限的。此外，整合素和钙粘蛋白介导的粘附在有丝分裂进入和进展过程中的相互作用还不清楚。 为此苏黎世联邦理工学院生物系和德国马汀里德马克斯普朗克生物化学研究所分子医学部的研究人员在基因工程细胞系中使用基于原子力显微镜(AFM)的单细胞力谱(SCFS)方法来定量测量细胞-ECM和细胞-细胞间粘附力的大小，以了解细胞与ECM和邻近细胞的粘附力的启动和加强是如何被不同地调节的。实验显示，在有丝分裂细胞中，整合素没有通过踝蛋白和纽蛋白与细胞骨架连接，导致了细胞与ECM粘附增强作用减弱，而β1整合素和不同的粘附蛋白，包括纽蛋白、黏着斑蛋白和踝蛋白，增加了有丝分裂钙粘蛋白介导的细胞-细胞粘附。研究人员结合单细胞力谱和荧光显微镜来定量HeLa细胞的细胞周期依赖性粘附力。将表达MYH9-GFP和H2B-mCherry的单个圆形间期或有丝分裂HeLa细胞连接到伴刀豆球蛋白A (ConA)包被的AFM的悬臂上，使它们接近基质胶或牛血清白蛋白(BSA)包被的底物，并允许它们启动和加强粘附5-360秒的时间，然后将它们从基底上脱离以定量测量粘附力的大小(补充图1a)。作者通过共聚焦的方法观察到间期HeLa细胞使粘附位点成熟并稳定增加其铺展面积（图1b-e）。图1. 有丝分裂细胞显著降低了对ECM的粘附增强，并增加了对邻近细胞的粘附。a在给定的接触时间后，间期(左)或有丝分裂(右)HeLa细胞与基质或牛血清白蛋白的粘附力。点表示单个细胞的粘附力，红条表示中位数，n(细胞)表示至少三次独立实验中测试的独立细胞的数量。as值将附着力增强率表示为所有接触时间内通过附着力线性拟合的斜率(±SE)，并将as值与参考数据集进行比较的p值(补充图2a)。间期HeLa细胞对Matrigel的粘附力以灰色表示，与有丝分裂细胞比较。b,c在SCFS期间，表达paxillin- gfp的间期(b)或有丝分裂的stc (c) HeLa细胞(n = 7)粘附在Matrigel上的共聚焦显微镜图像的代表性时间序列。箭头显示paxillin-GFP簇。比例尺，20µ m。d表达paxillin- gfp的间期和有丝分裂stc HeLa细胞的接触时间依赖性和归一化扩散面积(±SEM) (n = 7个独立实验)。灰色区域表示间期和有丝分裂的stc HeLa细胞扩散面积有显著差异(P值补充表1)。e有丝分裂的stc HeLa细胞60min后对Matrigel的粘附力，360s后对Matrigel的粘附力作为灰色参考。描述的数据表示。 f接触时间120s时，间期(左)或有丝分裂stc(右)HeLa细胞与纯化ECM蛋白的粘附力。数据表示如a.间期HeLa细胞对各自ECM蛋白的粘附力以灰色参考给出。g在给定接触时间，两个间期(左)、间期和有丝分裂stc(中)或两个有丝分裂stc(右)HeLa细胞之间的粘附力。P值比较显示数据集和参考数据集的as值(补充图4a)。两个间期HeLa细胞之间的粘附力以灰色表示。数据表示如a.“MitoticSTC”所示，表明有丝分裂细胞通过STC富集(“方法”)。采用双尾Mann-Whitney检验计算给定数据与参考数据(a, d-g)比较的P值，采用双尾额外平方和f检验计算比较as值的P值。接下来为了测试有丝分裂HeLa细胞对ECM的粘附增强是否是由整合素细胞表面表达量的变化引起的，研究人员通过流式细胞术比较了间期和有丝分裂HeLa细胞表面的阿尔法V、贝塔1、阿尔法6和贝塔4整合素含量水平，有丝分裂的HeLa细胞显示出所有整合素的较高表达水平（图2a）。然后，研究人员还研究了钙粘蛋白表面表达的特征，发现与间期细胞相比，有丝分裂的HeLa细胞也表现出表面N-钙粘蛋白水平升高(图2d).接下来为了测试有丝分裂HeLa细胞对ECM的粘附增强是否是由整合素细胞表面表达量的变化引起的，研究人员通过流式细胞术比较了间期和有丝分裂HeLa细胞表面的阿尔法V、贝塔1、阿尔法6和贝塔4整合素含量水平，有丝分裂的HeLa细胞显示出所有整合素的较高表达水平（图2a）。然后，研究人员还研究了钙粘蛋白表面表达的特征，发现与间期细胞相比，有丝分裂的HeLa细胞也表现出表面N-钙粘蛋白水平升高(图2d).图2：a对间期和有丝分裂stc HeLa细胞进行整合素亚基荧光标记，并用流式细胞术进行分析。点表示每个样品分析的2万个细胞的中位荧光强度归一化到间期HeLa细胞样品中位荧光强度的平均值，条表示所有中位的平均值，误差条表示扫描电镜。N(样本)表示测试的生物独立样本的数量。b间期和有丝分裂stc HeLa细胞的流式细胞术，标记了扩展构象的整合素(克隆9EG7)。间期和有丝分裂stc HeLa细胞与Matrigel结合概率的数据表示。圆点表示单个HeLa细胞的结合概率，红条表示所有被测细胞的中位数结合概率，误差条表示扫描电镜。n(cells)表示探测HeLa细胞的数量，并采样每种情况下记录的力-距离的数量。d对间期和有丝分裂的stc HeLa细胞进行n -钙粘蛋白标记，并用流式细胞术进行分析。数据表示如a. e所述，间期或有丝分裂stc HeLa细胞与散布在底物上的单个间期细胞的结合概率。整个的研究实验数据揭示了整合素在有丝分裂细胞中的双重作用:刚结合配体的整合素不与肌动蛋白偶联，因此很难增强与ECM的粘附，而贝塔1整合素增强了有丝分裂细胞与邻近细胞的粘附，间期细胞利用黏着斑蛋白、踝蛋白和纽蛋白快速启动和加强整合素介导的细胞-ECM粘附。有丝分裂细胞增加了它们对邻近细胞的粘附力。这部分是由于钙粘蛋白的细胞表面含量水平增加了约20%以及钙粘蛋白结合率增加了两倍。有趣的是，我们还发现贝塔1整合素促进了与相邻间期或有丝分裂细胞的粘附的启动和加强。在实验中，没有在间期细胞或有丝分裂细胞的细胞表面检测到胶原、层粘连蛋白或纤连蛋白，这表明参与有丝分裂细胞的细胞间粘附的整合素不太可能与其他间期细胞或有丝分裂细胞的细胞表面上的ECM蛋白结合。然而，不能完全排除ECM蛋白参与有丝分裂细胞-细胞粘附实验。是否贝塔1整合素的贡献是通过直接结合E-和/或N-钙粘蛋白来实现的，如报道的胶原结合整合素，还有待探索。Mn2+或抗体对贝塔1整合素的外源性激活不会增加有丝分裂细胞间的粘附，这可能表明贝塔1整合素的功能与构象无关，或者整合素的激活不会增加其结合动力学。尽管在最初的360秒内，贝塔1整合素并不促进两个间期细胞间的粘附形成，但在融合的MDCK细胞单层中，无论细胞周期状态如何，贝塔1整合素都定位于细胞间的接触。总之，细胞在有丝分裂开始时减少细胞ECM粘附，导致细胞变圆，对整合素和粘附素蛋白的需求有限。与此同时，有丝分裂细胞通过激活钙粘蛋白和利用细胞间粘附位点增强与邻近细胞的粘附。这种细胞ECM和细胞-细胞粘附位点的复杂重塑确保了有丝分裂细胞的圆形化和组织完整性的维持。 该工作使用了Bruker旗下的JPK Nanowizard4三轴分立的闭环、全针尖扫描的生物型原子力显微镜。最新的JPK Nanowizard V系统还配备了Bruker专利技术的PeakForce Tapping可以不用考虑针尖的动力学而非常轻易的成像。且还有专门针尖细胞成像的定量成像模式（QI）可以同时得到样品的表面形貌和机械性能的Mapping图。文章信息如下，感兴趣的朋友可以自行下载阅读。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37760-x Bruker NanoWizard® V 简介：https://www.bruker.com/de/products-and-solutions/microscopes/bioafm/jpk-nanowizard-v-bioscience.html

近年来，随着生理电信号在辅助医疗、科学训练及神经科学研究等的领域的不断深入和广泛应用，可穿戴柔性电极成为了众多学者的研究焦点。非侵入式柔性电极能够将人体内部的离子电信号转换为电子元器件可读取的电子信号，成为了连接这两者的桥梁。然而如何实现高质量信号的采集、实现不同皮肤状态下的长时间稳定粘附及提高长时间穿戴舒适性，是阻碍柔性电极应用的研究难点。尽管已有研究团队提出了许多能提高粘附力与增加透气性的结构，但仍旧难以实现稳定粘附性、低界面阻抗和高透气性的有机统一。因此，开发一款兼具高透水透气性和粘附稳定性的柔性电极十分必要。近期，西安交通大学邵金友、田洪淼团队提出了一种仿树蛙脚蹼的非侵入式柔性可穿戴电极，用于生理电信号的长时间连续监测。该柔性电极是使用摩方精密nanoArch S130(精度：2μm)高精度3D打印设备加工模具后使用导电复合材料翻模制备而成。相关研究成果以“Treefrog-Inspired Flexible Electrode with High Permeability, Stable Adhesion, and Robust Durability”发表在《Advanced Materials》上，西安交通大学兰天翔博士为论文的第一作者，西安交通大学邵金友教授和田洪淼教授为共同通讯作者。图1 设计灵感来源及结构展示。 (A)仿生灵感来源，(B)电极结构示意，(C)相较于普通平膜的优势。该柔性电极的设计灵感来源于红蹼树蛙脚蹼表面的分散六边形柱状结构及深层的粘液腺。六边形分散柱状结构可以将大液桥分散为多个小液桥，从而大幅提高树蛙脚蹼与各种表面之间的粘附力；分布于六边形柱状结构间隙的粘液腺，则可使得粘液在树蛙脚蹼间均匀分散，这两种结构共同实现了树蛙在多种表面的稳定黏附。结合此两种结构，本文设计了一种兼具高透水透气性、稳定粘附性及长时间耐用性的柔性可穿戴电极。该电极可分为上下两层：下层为分散柱状结构，有利于实现高效而稳定的电极-皮肤界面接触（接触面积/总面积相较于平膜提升了近一倍）、低界面阻抗（面积标准化阻抗与商用Ag/AgCl凝胶电极相近）及稳定附着（在干/湿条件下的粘附力相较于无结构电极提升了2.79/13.16倍）；上层为参照鸟喙和粘液腺设计的改进锥孔结构，有利于实现人体皮肤表面排泄物定向搬运，从而提高了该电极的透水透气性（正向透气性相较于棉纺织物提升近12倍，透水性相较于3M医用敷料提升了40倍以上）。该仿生电极在粘附稳定性、透水透气性和耐用性等方面都具有显著的优势。首先，研究团队通过理论推导和仿真计算的方式得到了锥孔结构设计的最优参数区间，并将该结构的设计与电极底面分散柱状结构的设计解耦，大幅降低了分散柱状结构设计的复杂度。底面离散化结构除了能实现高效而稳定的界面接触之外，还能有效降低汗腺的被堵塞率，从而避免排泄物的局部堆积导致的粘附效果降低。为此，研究团队采用图像处理技术及离散优化设计方法，量化计算了全部三种可单一平面密铺正多边形柱状结构在不同尺寸参数下的最大汗腺堵塞率（最大堵塞率越小代表该电极在湿润条件下的粘附越可靠）及理论有效面积（该值会影响接触阻抗进而影响采集的信号质量），并在综合考虑这两者之间的矛盾关系后，制造了优化设计的柔性可穿戴电极。图2 结构优化设计。 (A)锥孔优化设计，(B)分散柱状机构可大幅降低汗腺的被堵塞率，(C)分散柱状结构尺寸参数，(D) 六边形柱状结构的最大汗腺堵塞率(E)不同形状及尺寸的分散柱状结构的未堵塞率和理论接触面积。在设计完成电极的微观结构之后，研究团队采用摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）技术加工了具有良好一致性的树脂模具，并通过模塑工艺制造出了仿生电极和只含有锥孔的电极（对比组）。仿生电极相较于对比组的干/湿粘附力提升了2.79/13.16倍，实现了在干/湿环境下的稳定附着。图3 微观形貌表征。 (A)锥孔模板，(B)只含锥孔的电极，(C)分散柱状结构模板，(D) 仿树蛙脚蹼电极(E)仿树蛙脚蹼电极截面轮廓，(F)粘附力表征。之后，研究团队还测试了该仿生电极的正向和逆向水蒸气透过率，该电极的正向/逆向水蒸气透过率相较于棉织物提升了近12/6倍，实现了较好的透气性能。图4 单向输水性及水蒸气透过率表征。 (A)各种结构的表面接触角变化，(B)各种结构表面接触角随时间的变化关系，(C)水蒸气透过率测试，(D) 仿生电极与多种常见织物的水蒸气透过率对比。最后，研究团队采集了多种生理电信号，并对其进行了分析。该仿生电极采集出的生理电信号质量可与商用Ag/AgCl凝胶电极相媲美，并且长时间使用下安全性和稳定性性均优于商用Ag/AgCl凝胶电极。相较于已报道文献，本文所提出的仿生电极在机械性能、电学性能及电极性能方面表现出优异的均衡性能。图5 多种生理电信号的测试与性能对比。 (A)长时间心电信号的测量及信号分析，(B)睁眼及闭眼时脑电信号的采集与分析，(C)肌电信号的采集与分析，(D) 仿生电极与多种电极的综合性能对比。综上所述，本研究提出的基于树蛙脚蹼的仿生电极可以实现在干/湿皮肤表面的稳定粘附，且兼具高透水透气性、长时间穿戴舒适性及稳定的低接触阻抗等优点，有望促进生理电信号长时间持续检测的广泛应用。

研究背景铁尾矿是铁矿石经破碎、筛分、研磨、分级、浮选等工艺流程，筛选出铁元素后的剩余产物，其主要成分与公路工程用集料相同。但现阶段我国的铁尾矿综合利用率较低，主要采取堆存方式进行处置，该做法造成了资源的浪费。公路工程建设过程中需要大量的筑路材料，若能将铁尾矿用作筑路材料，即可以降低公路工程造价，也可减少其对环境的污染。本文以表面自由能理论为依据,采用座滴法测量铁尾矿和不同沥青的表面能参数,并计算沥青与不同集料间的粘附功,以衡量铁尾矿与沥青间的粘附性能。实验方法与仪器1.表面能测试本文使用蒸馏水、甘油以及甲酰胺作为测定接触角的试剂，后测定这三种试剂在试样表面的接触角，并计算沥青与集料的表面能及其分量。本文采用德国KRÜ SS公司的DSA100接触角测量仪在25℃下对四种集料和沥青的接触角进行测试。DSA100接触角测试仪2.原材料本文研究过程中采用东海70号沥青、SBS改性沥青（I-D）和SBR改性乳化沥青蒸发残留物三种沥青，集料采用石灰岩、玄武岩和铁尾矿石。原材料各项技术均能满足现行技术规范要求，其中沥青技术指标如表1所示，四种集料矿物成分如表2所示。表1 沥青技术指标表2 矿物成分组成表结果与讨论1.接触角图1 接触角测试结果由图1实验结果可以发现，四种集料与测试液体的接触角差别较小，且不同材料与各测试液体的接触角试验的重复性较高。其主要原因可能是，各集料在测试前均对其表面进行了分割和磨平，这使得其空隙情况差别不大，因此各接触角差别不是很大。整体而言，蒸馏水与集料间的接触角随SiO2含量的增加而减小，其主要原因是水为极性分子，SiO2对水的极性能力较大，二者接触时更倾向于吸附更多的水以平衡表面力场，降低表面能，所以表现出水与集料间的接触角随SiO2含量的增加而减小的现象。SBS改性沥青与水和甘油间的接触角最大，SBR改性乳化沥青蒸发残留物与水间的接触角次之，基质沥青最小；SBR改性乳化沥青蒸发残留物与甲酰胺间的接触角最大，SBS改性沥青次之，基质沥青最小。图2γL与γLcosθ的关系为进一步验证测试结果的准确性，将不同测试液体的表面能γL与γLCOSθ进行线性拟合，结果如图2。由图 2可以发现，测试液体的表面能γL与γLCOSθ 线性拟合后的相关系数（R2）均大于0.90。表明二者之间具有良好的线性关系，即测试结果可靠。2.表面自由能图3表面能计算结果分别综合3种测试液体的表面能参数及其在集料和沥青的接触角计算集料和沥青的表面能及其分量，计算结果如图3所示。由图3(a)-(c)可以看出，四种集料的表面能相差不大，其中石灰岩的表面能最大，铁尾矿1的表面能最小，该现象的主要原因是石灰岩中的SiO2含量最小，铁尾矿1中SiO2含量最大，已有研究结果表明集料的表面能与SiO2含量呈负相关关系。四种集料中，铁尾矿2的极性分量最大，色散分量最小，石灰岩的极性分量最小，色散分量最大。由(d)-(f)三种沥青的表面能存在较大的差异，其中SBS改性沥青的表面能最大，SBR改性乳化沥青蒸发残留物的表面能最小，其可能原因是改性乳化沥青制备过程中需要加入乳化剂，乳化剂的作用原理是降低沥青与水间的界面能，提高二者间的稳定性，蒸发残留物制备过程中的乳化剂未能完全蒸发，导致其表面能的降低。SBS改性沥青的极性分量最小，色散分量最大，SBR改性乳化沥青的极性分量最大，色散分量最小，其可能原因是SBS蒸发残留物中的乳化剂未能充分挥发，使得其蒸发残留物的极性增强。3.粘附功的计算图4不同沥青与集料间的粘附功通过沥青和集料的表面能数据计算得到二者间的粘附功，计算结果如图4。由图4可以发现，不同沥青与不同集料间的粘附功存在一定差别，其中SBS改性沥青与石灰岩间的粘附功最大，为71.16mJ/m2，而SBR改性乳化沥青蒸发残留物和铁尾矿1之间的粘附功最小，为66.24mJ/m2。整体而言，石灰岩与各沥青间的粘附功要大于玄武岩和铁尾矿，该现象产生的原因是石灰岩的SiO2含量仅为0.76%，其碱性要强于玄武岩和铁尾矿。SBS改性沥青与集料间的粘附功要大于70号基质沥青和SBR改性乳化沥青蒸发残留物，究其原因，SBS改性剂的加入使得沥青的极性降低，而SBR改性乳化沥青蒸发残留物中乳化剂在挥发不完全情况下，其极性更大，且残留物制备过程中需要经过高温蒸发，使得沥青发生了一定程度的老化，老化后的沥青极性增强。小结石灰岩的表面能最大，铁尾矿的表面能小于石灰岩和玄武岩，且铁尾矿的极性分量大于石灰岩和玄武岩，色散分量小于二者。不同沥青与不同集料间的粘附功存在一定差别，SBS改性沥青与集料间的粘附功大于基质沥青和SBR改性乳化沥青蒸发残留物，石灰岩与沥青间的粘附功要大于玄武岩和铁尾矿。参考文献：[1]王鑫洋,苏纪壮,祁冰.基于表面能理论和拉拔试验的铁尾矿与沥青黏附性研究[J/OL].武汉理工大学学报(交通科学与工程版):1-11[2022-12-15].

柔性电子作为一种新兴的电子技术，以其独特的柔性/延展性（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和高灵敏特性，在信息、医疗等领域具有广泛应用前景，如电子皮肤、柔性屏、脑机接口等。水凝胶材料以其独有的特性（柔性、导电性、高拉伸性）在柔性电子领域被广泛研究和使用。采用诸如光学光刻、微接触印刷等微纳制造技术可实现图案化水凝胶柔性电子器件的制造，但是上述技术加工步骤复杂、加工成本高、幅面较小，难以实现复杂三维结构信号强化效应。微纳3D打印技术很好地平衡制造成本、加工精度和幅面的问题，可快速制造并成型任意形状和定制设计的水凝胶跨尺度结构，而且，对水凝胶进行图案化设计可进一步提高柔性电子器件的灵敏性；同时通过对水凝胶的性能诸如自粘附、导电、抗冻等性能的优化，可拓展水凝胶柔性电子的应用范围，如自粘附电子、极端温度环境工作的柔性器件等。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与上海交通大学郑平院士合作，基于面投影微立体光刻技术，采用摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化，设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。通过水凝胶的结构设计提高运动信号监测的应变灵敏度，实现宽范围的运动信号传感。作者设计3D打印水凝胶柔性电极采集人体的肌电信号，将水凝胶柔性电极采集的肌电信号作为用户界面控制机械手的同步运动，以准确的完成弹奏不同音符的动作，甚至可以控制-80℃低温环境下机械手的运动。该工作引入微尺度3D打印技术使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂人机接口的快速制造成为可能。文章以“3D printed super-anti-freezing self-adhesive human-machine interface”为题发表在Materials Today Physics上。该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等基金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArch S/P140）原理及水凝胶材料设计，利用共价键交联和氢键网络结合优化水凝胶性能图2 3D打印水凝胶诸如超拉伸、强粘附、抗冻等性能设计图3 基于面投影微立体光刻技术加工跨尺度结构的水凝胶制备高灵敏度的应变传感器，用于监测宽范围的人体运动信号图4 基于面投影微立体光刻技术加工水凝胶用于肌电信号的采集，将采集的肌电信号作为人机接口控制机械手的同步运动，以完成弹奏不同音符、甚至低温环境的动作控制官网：https://www.bmftec.cn/links/10

柔性电子作为一种新兴的电子技术，以其独特的柔性/延展性（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和高灵敏特性，在信息、医疗等领域具有广泛应用前景，如电子皮肤、柔性屏、脑机接口等。水凝胶材料以其独有的特性（柔性、导电性、高拉伸性）在柔性电子领域被广泛研究和使用。采用诸如光学光刻、微接触印刷等微纳制造技术可实现图案化水凝胶柔性电子器件的制造，但是上述技术加工步骤复杂、加工成本高、幅面较小，难以实现复杂三维结构信号强化效应。微纳3D打印技术很好地平衡制造成本、加工精度和幅面的问题，可快速制造并成型任意形状和定制设计的水凝胶跨尺度结构，而且，对水凝胶进行图案化设计可进一步提高柔性电子器件的灵敏性；同时通过对水凝胶的性能诸如自粘附、导电、抗冻等性能的优化，可拓展水凝胶柔性电子的应用范围，如自粘附电子、极端温度环境工作的柔性器件等。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与上海交通大学郑平院士合作，基于面投影微立体光刻技术，采用摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化，设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。通过水凝胶的结构设计提高运动信号监测的应变灵敏度，实现宽范围的运动信号传感。作者设计3D打印水凝胶柔性电极采集人体的肌电信号，将水凝胶柔性电极采集的肌电信号作为用户界面控制机械手的同步运动，以准确的完成弹奏不同音符的动作，甚至可以控制-80℃低温环境下机械手的运动。该工作引入微尺度3D打印技术使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂人机接口的快速制造成为可能。文章以“3D printed super-anti-freezing self-adhesive human-machine interface”为题发表在Materials Today Physics上。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2021.100404该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等基金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArch S/P140）原理及水凝胶材料设计，利用共价键交联和氢键网络结合优化水凝胶性能图2 3D打印水凝胶诸如超拉伸、强粘附、抗冻等性能设计图3 基于面投影微立体光刻技术加工跨尺度结构的水凝胶制备高灵敏度的应变传感器，用于监测宽范围的人体运动信号图4 基于面投影微立体光刻技术加工水凝胶用于肌电信号的采集，将采集的肌电信号作为人机接口控制机械手的同步运动，以完成弹奏不同音符、甚至低温环境的动作控制官网：https://www.bmftec.cn/links/10

p 　　我国有关课题组专家近日发布的研究成果显示：煤烟聚集物因其高粘附性和聚合性对人类健康最具危害性。 /p p 　　根据北京大学工学院、苏州大学、中国疾病预防控制中心等专家组成的课题组发表的研究报告，直径小于等于2.5微米的细小颗粒(PM2.5)空气污染物主要分为4类，即蓬松的煤烟聚集物、长条状矿物灰尘、球状浮尘及其他颗粒物，其中蓬松且富集碳的煤烟聚集物具有很高的粘附性，易于聚集其他种类的颗粒，导致了其化学成分的混合及毒性的增强。 /p p 　　北京大学工学院力学与工程科学系系主任段慧玲说，当这类煤烟聚集物接触到人体时，它的强粘附性可能会使皮肤和细胞更加持久地接触这些污染物，对人体造成危害。 /p p 　　基于此，科学家们判断，这种来自碳氢化合物不完全燃烧生成的蓬松且富集碳的煤烟聚集物对人体最具毒害。 /p p 　　这些研究机构的专家通过测量PM2.5颗粒的表面粗糙度和粘附力，首次揭示了PM2.5空气污染物的纳米力学性质。 /p p 　　在所有的有害空气污染物中，由于PM2.5可以侵入最小的气管而进入肺部，对人类健康最具危害性。 /p p 　　近日，这项研究成果已发表在国际知名科技期刊《自然》的子刊《科学报告》。 /p

柔性电子作为一种新兴的电子技术，以其独特的柔性/延展性（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和高灵敏特性，在信息、医疗等领域具有广泛应用前景，如电子皮肤、柔性屏、脑机接口等。水凝胶材料以其独有的特性（柔性、导电性、高拉伸性）在柔性电子领域被广泛研究和使用。采用诸如光学光刻、微接触印刷等微纳制造技术可实现图案化水凝胶柔性电子器件的制造，但是上述技术加工步骤复杂、加工成本高、幅面较小，难以实现复杂三维结构信号强化效应。微纳3D打印技术很好地平衡制造成本、加工精度和幅面的问题，可快速制造并成型任意形状和定制设计的水凝胶跨尺度结构，而且，对水凝胶进行图案化设计可进一步提高柔性电子器件的灵敏性；同时通过对水凝胶的性能诸如自粘附、导电、抗冻等性能的优化，可拓展水凝胶柔性电子的应用范围，如自粘附电子、极端温度环境工作的柔性器件等。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与上海交通大学郑平院士合作，基于面投影微立体光刻技术，采用摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化，设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。通过水凝胶的结构设计提高运动信号监测的应变灵敏度，实现宽范围的运动信号传感。作者设计3D打印水凝胶柔性电极采集人体的肌电信号，将水凝胶柔性电极采集的肌电信号作为用户界面控制机械手的同步运动，以准确的完成弹奏不同音符的动作，甚至可以控制-80℃低温环境下机械手的运动。该工作引入微尺度3D打印技术使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂人机接口的快速制造成为可能。文章以“3D printed super-anti-freezing self-adhesive human-machine interface”为题发表在Materials Today Physics上。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2021.100404该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等基金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArch S/P140）原理及水凝胶材料设计，利用共价键交联和氢键网络结合优化水凝胶性能图2 3D打印水凝胶诸如超拉伸、强粘附、抗冻等性能设计图3 基于面投影微立体光刻技术加工跨尺度结构的水凝胶制备高灵敏度的应变传感器，用于监测宽范围的人体运动信号图4 基于面投影微立体光刻技术加工水凝胶用于肌电信号的采集，将采集的肌电信号作为人机接口控制机械手的同步运动，以完成弹奏不同音符、甚至低温环境的动作控制

材料的润湿性是液体跟固体表面保持接触的能力，它跟亲水性成正比，跟疏水性成反比。它是固体最重要的特性之一，了解不同基材的润湿性对各种工业应用至关重要，如海水淡化、涂层剂和水电解质。到目前为止，大多数关于基质润湿性的研究都是在宏观层面进行的。润湿性的宏观测量通常是通过测量水接触角(WCA)来确定的，水接触角是水滴相对于基材表面的角度。然而在分子水平上准确测量基材和水之间的界面所发生的事情目前是非常困难的。目前使用的微观测量技术如基于反射的红外光谱或拉曼光谱则都无法有选择地观察界面水分子。因为在整个液体中，水分子的数量远远大于与表面接触的分子，界面水分子的信号则会被液体中的水分子的信号所掩盖。为了克服这一限制，韩国首尔基础科学研究所(IBS)内的分子光谱学和动力学中心(CMSD)和韩国大学联合展开的一个研究小组发现，振动和频率生成光谱(VSFG)可用于测量二维材料的润湿性。该小组利用VSFG光谱成功地测量了石墨烯和水之间的界面中水分子的振动模式。VSFG是一种有用的技术，它可以将宏观测量结果跟分子水平的特性联系起来。它是一种表面选择工具，利用其自身的表面选择规则来研究界面分子，并且它具有非常好的表面分辨率--只有几个分子层。据了解，研究小组确定了石墨烯将基材的润湿性投射到其表面的独特能力，这被称为“润湿透明度”。他们观察到，石墨烯的润湿透明度随着石墨烯层数的增加而减少，当石墨烯的厚度超过4层时就消失了。这是第一个描述石墨烯表面在分子水平上超过一定层数后变得疏水的观察。此外，研究人员还定义了VSFG润湿性的新概念，即形成强氢键的水分子跟形成弱氢键或无氢键的水分子的比率。VSFG的润湿性跟粘附能密切相关，粘附能是由观察到的宏观WCA测量值计算出来的。这证明VSFG是定义材料表面润湿性的一个有效工具。通过利用VSFG的润湿性，研究人员实时测量了石墨烯的润湿性。而使用传统的WCA实验不可能实时观察润湿性。因此这表明VSFG可以成为一种决定性的技术，用于测量任何不能应用水接触角测量的空间封闭界面上的水粘附能量。除了石墨烯之外，VSFG光谱学有望阐明其他低维材料的润湿性。这项研究的论文第一作者Eunchan Kim指出：“这项研究证实了VSFG光谱可以作为测量润湿性的通用工具。我们证明了通过VSFG光谱测量以前无法观察到的复杂系统的润湿性的潜力。”CMSD主任CHO Minhaeng教授指出：“通过VSFG光谱，我们正在研究石墨烯及其他二维功能材料如氧化石墨烯和六方氮化硼的微观特性。通过这些，将有可能解决阻碍二维功能材料商业化的各种问题。”

【科学背景】柔性和可拉伸电子技术，因其在可穿戴、皮肤贴合、机器人、生物医学和生物电子学等领域的前沿应用，已成为当前研究的热点。然而，这些技术在材料和结构布局方面的持续发展也带来了一系列挑战，其中主要问题在于缺乏简便、适应性强且可靠的电路互连技术，长期以来困扰着柔性和可拉伸电子设备的发展。目前的研究表明，传统的金属焊接和导电粘贴策略在柔性基板和电路易受损的问题上存在局限性，而自修复材料和液态金属等技术虽能实现CE电路的自连接，但在与独立制造的电子组件的粘附性和机械适应性方面仍有待进一步提升。针对这一挑战，厦门大学材料科学与工程系袁丛辉副教授张铁锐教授和戴李宗教授合作提出了一种低电压、快速的电焊接策略，通过设计由硼酸酯聚合物和导电填料组成的导电弹性体（CEs）。这种策略不仅能在环境条件下实现CEs的自焊接，并能有效地将CEs与金属、水凝胶及其他导电弹性体等材料实现焊接，还通过电化学反应触发界面粘接剂的暴露或动态键的断裂/重组来产生焊接效果。结果显示，这种电焊接技术能够确保电路接口的机械适应性和导电性，并能轻松地在千帕至兆帕范围内产生高强度的焊接连接。这一创新不仅为构建独立的柔性和可拉伸电子设备提供了坚固的平台，还为设备的灵活拆卸和按需组装提供了新的可能性，推动了柔性电子技术向更加成熟和应用广泛的方向发展。【科学亮点】（1）实验首次提出了一种低电压（1.5至4.5V）和快速（5秒）的电焊接策略，用于在柔性和可拉伸电子设备中集成刚性电子组件和软传感器。这一策略基于设计的导电弹性体，包括硼酸酯聚合物和导电填料，能够自身焊接并实现对金属、水凝胶和其他导电弹性体的焊接效果。（2）实验结果表明，通过电化学反应触发界面粘接促进剂的暴露或动态键的断裂/重组，该电焊接技术能够确保电路接口处的机械适应性和导电性。在不同电子组件（如软传感器、可变形电子元件和市售刚性电子元件）之间实现稳定的互连成为可能，同时在千帕至兆帕范围内产生可靠的焊接强度。（3）尽管金属焊接技术（如锡焊接和激光焊接）存在的高温损伤问题，以及传统导电粘贴策略的低粘接强度和复杂后处理，本文提出的电焊接技术克服了这些限制。它不仅能够在柔性基板和电路中实现可靠的互连，还为构建独立、可拆卸的柔性和可拉伸电子设备提供了坚固的平台。【科学图文】图1. C-BPE的设计和电焊接概念；Ag-BPE的导电和机械性能。图2. Ag-BPE的自焊接和Ag-BPE/金属焊接。图3. Ag-BPE/水凝胶焊接和Ag-BPE/CE焊接。图4.通过电焊接技术构建柔性和可拉伸电子设备。【科学启迪】本文创新性地将电焊接技术从传统的物理熔化过程转变为化学过程，结合了电化学反应和动态键反应。通过这种方法，能够在低电压和快速的条件下，实现导电弹性体（CEs）与不同的导电材料和电子组件的可靠焊接，包括具有刚性和软性特性的元件。这一理念不仅解决了柔性和可拉伸电子设备中常见的接口粘附、机械匹配和界面结合稳定性等问题，还显著简化了操作流程，并提高了材料的适应性。通过电化学策略精确控制动态键的可逆反应，为材料内部的新功能提供了开发空间，例如在生物电子学、能量存储和机器人技术领域的潜在应用。这种创新不仅促进了柔性电子设备的进一步发展和商业应用，还为多领域的工程应用提供了一种全新的材料连接和功能设计策略。参考文献，Haimen Lin et al. ,Electrically weldable conductive elastomers.Sci. Adv.10,eadp0730(2024).DOI:10.1126/sciadv.adp0730

01、3D矩阵中的单细胞　　　　在许多情况下，3D环境比2D细胞培养物更接近于体内情况。单细胞可以在3D凝胶中培养和成像，以分析各种生物学问题，例如细胞变形、迁移、管形成或ECM降解。除了只有一种细胞类型的培养物外，还可以通过在同一容器中共同培养两种不同细胞类型（例如癌症细胞和成纤维细胞）来研究它们的侵袭行为。　　　　为了从凝胶基质中分离细胞，基质可以被酶降解（例如，胶原蛋白被胶原酶降解）。之后，细胞可以在新的凝胶基质中扩增，或者进一步处理以分离DNA、RNA或蛋白质。　　　　　　在µ -Slide Chemotaxis中的I型胶原蛋白、鼠尾层中表达LifeAct的HT-1080细胞（绿色）　　　　ibidi解决方案　　　　　　ibidi I型胶原蛋白是一种非胃蛋白酶化的天然胶原蛋白，用于在凝胶基质中模拟生物ECM。其快速凝胶有助于在3D凝胶中实现最佳的细胞分布。　　　　　　在µ -Slide III 3D Perfusion中，单个细胞嵌入3D矩阵中。特殊的通道几何形状允许以低流速进行灌流（例如，当使用ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统时）。与静态培养不同，灌流可确保最佳的氧气和营养供应。这种设置使得长达数周的长期培养成为可能。此外，超薄的盖玻片底部可实现高分辨率成像。　　　　　　µ -Slide 15 Well 3D和µ -Plate 96 Well 3D可以在3D凝胶上或内部对单细胞和共培养物进行简单、经济高效的培养和显微镜检查。凝胶层直接连接到上方的培养基储存器，通过扩散实现快速、轻松的培养基交换。对于特殊应用，ibidi还可以提供带有1.5H玻璃底部的µ -Slide 15孔3D玻璃底细胞培养载玻片。　　　　　　μ -Slide I Luer 3D设计用于在具有确定流量的3D凝胶基质上或其中培养细胞。三个孔中的每一个都可以填充凝胶，其中可以嵌入细胞。对于限定流量的应用，顶部的通道可以连接到泵（例如，连接到ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统），以确保最佳的氧气和营养供应。　　　　　　µ -Slide Chemotaxis和Sticky-Slide Chemotaxis非常适合分析2D和3D中的单细胞迁移。在水基3D凝胶（例如Collagen I凝胶和 Matrigel ® ）中可以轻松建立趋化梯度，因为凝胶结构不会阻碍通过扩散形成可溶梯度。　　　　　　大多数ibidi实验室器具，例如µ -Dish 35mm, high 或µ -Slide 8 Well high，可用于在3D矩阵中培养单细胞，是高端显微镜的理想选择。　　　　02、球体和类器官培养　　　　球体是在3D非贴壁培养条件下相互粘附的细胞。它们缺乏干细胞，这意味着它们由完全分化的细胞组成。例如，可以通过使用悬滴或强制漂浮方法将它们放入无支架悬浮液中来生成它们。　　　　球体不能自我更新和进一步分化。肿瘤细胞球体是一个例外，因为肿瘤细胞具有无限的增殖能力，它们能够分裂和更新。因此，球体是检查肿瘤细胞行为（例如大规模药物筛选）的有用模型。　　　　在µ -Plate 96 Well 3D中球体生成实验方案可点击查看→AN 32: Generation of Spheroids　　　　　　NIH-3T3细胞在ibidi µ -Pattern上形成明确的球体。将细胞接种在 µ -Slide VI 0.4中的200 µ m粘附点上，并在流动（3dyn/cm² ）下保持14天。　　　　类器官是培养的“微型器官”。它们可以由成体干细胞(ASC)或多能干细胞(PSC)产生。当在3D基质/支架（例如Matrigel ® 或胶原蛋白）中培养时，这些细胞分化成器官特异性细胞类型，从而构建小型功能器官。　　　　Sato等人利用Lgr5 +干细胞创建了第一代肠道类器官，启动了许多从不同器官（如肠、肝脏、大脑、前列腺、肾、胰腺、肺和甲状腺）生成类器官的方案。重要的是，它们可以使用CRISPR等技术进行编辑，使其成为个人治疗、器官发生和药物筛选研究的强大工具。　　 　　球体是细胞聚集体，通常由癌细胞产生　　 　　类器官是由干细胞培育而成的微型器官　　　　参考文献：　　　　Sato T, et al. (2009) Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature 459(7244):262–265. 10.1038/nature07935.　　　　Drost J, Clevers H (2018) Organoids in cancer research. Nat Rev Cancer 18:407–418. 10.1038/s41568-018-0007-6.　　　　Tuveson D, Clevers H (2019) Cancer modeling meets human organoid technology. Science 364(6444):952–955. 10.1126/science.aaw6985.　　　　ibidi解决方案　　　　　　µ -Slide Spheroid Perfusion是用于长期球体培养的专用流动室。每个3x 7孔形成自己的生态位，在其中培养标本。通过孔顶部通道进行灌注可确保整个实验过程中营养和氧气的最佳扩散，而不会使样本受到显着的剪切力。　　　　　　µ -Slides With Multi-Cell µ -Pattern可实现空间定义的细胞粘附，用于球体和类器官的生成、长期培养和高分辨率成像。确定的粘附点能够从细胞悬浮液中捕获所有粘附的单细胞。周围的生物惰性表面完全不可细胞附着。这迫使所有细胞在粘附点处相互聚集，从而以明确且可控的方式形成球体。　　　　　　生物惰性是一种稳定的生物惰性表面，适用于在非粘附表面上对球体、类器官和悬浮细胞进行长期培养和高分辨率显微镜观察，没有任何细胞或生物分子粘附。目前可提供µ -Dish 35 mm高壁生物惰性、µ -Slide 8孔高壁生物惰性、µ -Slide 4 孔生物惰性和µ -SlideVI 0.4生物惰性。　　　　　　在µ -Slide III 3D Perfusion中，球体或类器官可以在凝胶层中或凝胶层上培养，或嵌入 3D 基质中。特殊的通道几何形状允许以低流速进行灌流（例如，当使用ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统时）。这种设置使得长达数周的长期培养成为可能。此外，超薄的盖玻片底部可实现高分辨率成像。　　　　　　µ -Slide 15 Well 3D 和µ -Plate 96 Well 3D 可以在3D凝胶上或内部对单细胞和共培养物进行简单、经济高效的培养和显微镜检查。凝胶层直接连接到上方的培养基储存器，通过扩散实现快速、轻松的培养基交换。对于特殊应用，ibidi还可以提供带有1.5H玻璃底部的µ -Slide 15孔3D玻璃底细胞培养载玻片。　　　　　　ibidi I型胶原蛋白是一种非胃蛋白酶化的天然胶原蛋白，用于在凝胶基质中模拟ECM。其快速凝胶有助于在3D凝胶中实现最佳的细胞分布。　　　　03、流体状态下的3D细胞培养　　　　间隙渗流　　　　　　在体内，许多细胞类型不断暴露于液体流动中。当在体外3D基质中培养它们时，可以通过向它们灌注生长培养基或任何选择的试剂或药物来施加柔和的间隙渗流。通过这样做，可以建立接近细胞自然环境的条件。　　　　灌流　　　　　　3D矩阵内部的细胞和上面的通道的组合可以很容易地应用流体。该实验装置通过凝胶的扩散被动地给体外3D基质内的细胞提供营养，通过轻柔的流动为细胞提供氧气和营养物质。可调节的流速决定了营养水平，使长期活细胞实验成为可能。　　　　ibidi解决方案　　　　　　ibidi Channel Slides通道载玻片，包括µ -Slide III 3D Perfusion、µ -SlideI Luer 3D和µ -Slider VI系列产品，允许在3D基质中接种细胞并应用流体（例如，使用ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统）。

在凝胶膏剂塑料背膜剥离力测试中，180度剥离方法和T型剥离方法均为常用的测试手段。它们各自具有独特的特点和适用场景，下面将进行详细对比，以便更好地理解和选择适当的测试方法。一、180度剥离方法180度剥离方法是一种广泛应用的剥离力测试方法，其原理是将凝胶膏剂的塑料背膜固定在试验机的一端，另一端则固定在可移动的夹具上。在测试过程中，夹具以恒定的速度移动，使背膜沿180度方向从凝胶膏剂上剥离。这种方法的主要优点是操作简单、直观明了。它适用于评估凝胶膏剂与塑料背膜之间的粘附性能，尤其是在大面积剥离的情况下。此外，180度剥离方法还可以用于比较不同凝胶膏剂之间粘附力的差异，以及评估生产工艺对粘附力的影响。然而，180度剥离方法也存在一定的局限性。由于剥离角度固定为180度，它可能无法全面反映凝胶膏剂在实际使用过程中的复杂剥离情况。此外，该方法对于初始粘附力和剥离过程中的粘附稳定性评估可能不够精确。二、T型剥离方法T型剥离方法是一种模拟凝胶膏剂在实际使用中从皮肤上剥离情况的测试方法。在测试中，凝胶膏剂的一端被固定，另一端则沿T形夹具的垂直臂方向剥离。这种方法能够更真实地模拟凝胶膏剂在实际使用中的剥离过程，从而更准确地评估其剥离性能。T型剥离方法尤其适用于评估凝胶膏剂在不同方向上的剥离性能，以及在不同剥离速度下的剥离稳定性。然而，T型剥离方法相对于180度剥离方法来说，操作更为复杂，需要更高的试验技能。此外，T型剥离夹具的设计和制作也需要一定的精度和成本投入。三、两种方法的比较与选择在凝胶膏剂塑料背膜剥离力测试中，180度剥离方法和T型剥离方法各有优缺点。180度剥离方法操作简便、直观明了，适用于大面积剥离和粘附性能评估；而T型剥离方法则更贴近实际使用情况，能够更准确地评估凝胶膏剂在不同方向上的剥离性能。在选择测试方法时，应根据具体的测试需求和目的进行权衡。如果主要关注凝胶膏剂与塑料背膜之间的整体粘附性能，且对操作简便性要求较高，那么180度剥离方法可能更为合适。而如果需要更精确地模拟凝胶膏剂在实际使用中的剥离情况，并评估其在不同方向上的剥离性能，那么T型剥离方法可能更为适用。

方法介绍弯月面法是一种基于弯月面接触角测量纤维润湿性的光学方法，弯月面的接触角是由垂直浸入纤维上的毛细力而产生的。纤维接触角与哪些问题有关？许多工艺和产品都涉及纤维和液体之间的作用。通常，润湿性扮演着重要的作用。例如，在开发护发产品时，了解洗发后头发的润湿行为是研发配方过程中至关重要的一环。在复合材料中，纤维与聚合物基体相容性也可以通过润湿性来表征。除此之外，接触角对于纺织品的制造和护理也很重要。弯月面法是什么原理？采用弯月面法测量纤维时，需将附着在支架上的纤维样品垂直浸入液体中。纤维上形成的弯月面在三相点形成接触角，通过该接触角可表征纤维和液体间的润湿性。相机将全程记录浸入的过程，并且通过视频图像进行轮廓分析以测定接触角。在浸入的纤维处形成弯月面，轮廓分析以测定接触角KRÜ SS设计的纤维支架与任何液滴形状分析仪的针头滴定系统都兼容，由于是直接连接到针头，因此不需要更换整个滴定装置。如果滴定装置可通过软件进行高度调节，则在纤维浸入和拉出的过程中也可以动态测量接触角，以测定前进角和后退角。纤维接触角既然可由张力仪测量，为什么还需要有新的纤维测量方法？事实上，采用张力仪的Wilhelmy方法测量基于润湿力的纤维接触角通常是标准做法。弯月面法不会取代Wilhelmy法测纤维的接触角，但这种方法对光学接触角测量仪的用户来说是一个很好的补充，他们可以使用该模块来扩大他们的样品的测量范围，而无需采用另一台仪器，投资也很少。除此之外，采用这种新的方法的优势在于：与Wilhelmy方法不同，这种测量方法在测量时不要输入纤维直径和液体的表面张力，因为接触角是直接通过光学法测量的，这也减少了测量前的准备工作，避免了这两个容易出现测量误差的参数造成测试不准确的可能性。在什么情况下应该用张力仪测量纤维接触角？弯月面法不适用于润湿性差的样品，即接触角大于90°的样品，比如防水纺织品。在这种情况下，没有毛细管粘附，而是毛细管凹陷，即弯液面反转，三相点低于水平面。在这种情况下，光学测量很难实现。另一个极端情况是测量特别小的接触角，因为通过图像分析无法精确测定到三相点。而对于张力仪的Wilhelmy方法来说，润湿性的好坏对样品的测量不会产生影响。

如何妥善保护象牙等质地脆弱的有机质文物，一直以来都是考古的难题。那么在类似高端材料开发过程中，哪些检测技术可以派上用场呢。象牙出土后尽量保持和原埋藏环境一致，因此新研发仿生材料含水率要控制在合理范围内。 含水率可以通过TGA热重分析仪来测定。 另外，材料还要有一定疏水性，保证既防止文物失水，又抑制了材料中的水对文物的反渗透，可以在较长的时间，让文物保持恒定的水分含量。新研发仿生材料要有一定的机械强度，保证文物保护人员的可操作性和实际应用的可能性。另外，贴在象牙等文物表面，要求材料有一定的粘附性。强度和粘附性可通过拉力机+对应的夹具来完成测试。另外材料通过分子设计，引入抑菌功能，可有效控制霉菌细菌等对文物的侵蚀。可以对材料利用恒温培养箱等进行抑菌试验。有效保护脆弱文物在运输和展示过程中，会应用一种高弹性缓冲衬垫。材料要有一定回弹和减震缓冲性能，可采用旋转流变仪和振荡模式进行黏弹性分析达到准确评估。直观的检测也可以采用橡胶回弹试验机来测试。科技改变世界，科技改变生活，各类新型检测技术，为仿生材料的开发保驾护航。

在低温条件下，室外设备的冻结已经成为一个严重的问题。特别是电路线、道路、飞机机翼、风力涡轮机等基础设施部件结冰对经济和生命安全造成了严重影响。铝(Al)及其合金具有重量轻、稳定性好、韧性高等优点，广泛应用于各个工业领域。然而，酸雨会腐蚀金属基底，冰雨会对铝结构造成严重的冰积。疏冰性被认为是通过保持基底表面尽可能无水和降低冰晶与基底之间的粘附力来延缓或减少冰在表面的积累。超疏水(SHP)表面由于其拒水和自清洁特性而具有疏冰性。Tan等通过水热反应在Al表面形成机械坚固的微纳结构，然后用十六烷基三甲氧基硅烷修饰形成SHP表面。其中水接触角(WCA)和滑动角(SA)采用光学接触角仪进行测量，水滴为10µ L。该SHP表面在酸性和碱性环境中都表现出令人印象深刻的疏水性，并表现出显著的自清洁和疏冰性能。图1. (a)裸铝、(b)铝表面微纳和(c)十六烷基三甲氧基硅烷改性SiO2微纳表面的WCA值。(d)不同酸碱溶液在SHP表面静置1min后的静态接触角。(e)在SHP表面静置30min后的水滴(红色1.0，透明7.0，黑色14.0，附有pH试纸)图片。(f)在不同溶液中浸泡30min后的耐酸碱性测试(左)和静态WCA(右):水(上)，0.1 M HCl(中)，0.1 M NaOH(下)涂层的润湿性主要受两个因素的影响:表面粗糙度和表面能，润湿性可以通过静态WCA可视化。裸铝(图1(a))、具有微纳米SiO2表面的氧化铝(图1(b))和SHP表面(图1(c))的WCA值分别为87°、134°和158°。WCA值的显著变化说明了微纳结构和十六烷基三甲氧基硅烷对SHP表面的重要性。同时，SHP表面的SA值小于5°。SHP表面也采用不锈钢和合金材料(Supplementary Movie 1)。根据Nakajima等人的报道，大的WCA和低的SA预计会导致液滴从表面滚落。图1(d)为pH 1.0 ~ 14.0溶液在SHP表面的静态WCA: WCA在148°~ 158°之间，当pH值接近7.0时，WCA值较大。图1(e)为SHP表面水滴形状(体积约60 μL, pH 1.0 ~ 14.0)。30分钟后形状没有变化。这显示出良好的耐酸性或碱性溶液。图1(f)进一步说明了SHP涂层的耐酸碱性能。左图为实验方法，右图为水(154°)、0.10 M HCl(142°)、0.10 M NaOH(143°)浸泡30 min后的WCA。这些结果表明，SHP涂层在各种酸性/碱性环境下都具有良好的性能。图2. 裸铝和SHP Al的WCA和SA在结冰状态下，进一步测量5次重复实验的WCA和SA，结果如图2所示。SHP表面的WCA约为154°，SA小于8°，而裸露Al表面的WCA约为85°，SA大于10°。因此，在SHP铝表面获得了良好的疏冰性。参考文献：[1] Tan, X., Wang, M., Tu, Y., Xiao, T., Alzuabi, S., Xiang, P., Chen, X., Icephobicity studies of superhydrophobic coating on aluminium[J]. Surface Engineering, 2020, 37(10), 1239–1245.

超高温接触角测量仪原理介绍：接触角（Contact angle）是指在气、液、固三相交点处的气-液界面的切线，此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度，是现今表面性能检测的主要方法。由主体支架、专用光源、远焦镜头、工业成像CCD、高温高真空炉体、水循环冷却系统、真空泵、专用分析软件等组成。超高温接触角测量仪的应用： 在高温真空条件下，通过视频光学原理，测试各种材料的润湿铺展性能；目前已经广泛应用于陶瓷材料研究、金属材料研究、钎焊研究、航空航天材料研究、钢铁冶炼研究、复合材料研究等众多高校院所及企业。研究材料在高温状态下熔体与其相应的基底材料间的接触角变化规律。对于高熔点材料能实现高真空或惰性气体保护气氛下的表界面性能测试，而对于低熔点材料能现实升降温过程中的收缩、变形、融化、润湿、铺展及凝固行为进行图像化、定量化表征。设备性价比高、加热稳定、真空度高、功能全面、可满足各种金属材料科研的需要。1、测量液态金属在高温真空状态下对基材的润湿性能,评估不同材质在高温真空状态下润湿过程及附着性能 2、研究金属与陶瓷复合材料间的润湿性能,测量金属材料在高温真空状态下熔融时，在陶瓷材料上的接触角 3、研究钎焊过程,钎料在基材上的润湿铺展过程,动态分析钎料在高温下的接触角、润湿过程 4、测量金属在不同的高温状态下,以及不同的气体保护环境下,对于不同基材的接触角变化及区别:5、分析涂层与基材的接触角,分析涂层与基材的润湿过程及铺展机理,并研究不同温度及不同气氛下,润湿性能的区别:6、研究液体与固体间的接触角,评估液体与固体的附着粘附性能，分析固体的表面自由能 7、分析焊料与焊接体的接触角值,从而有效地提升焊接强度 8、基于分析接触角及表面张力的基础,控制合理润湿范围，查找有效的去除冶炼过程中炉垢的办法。应用案例超高温接触角测量仪核心参数：型号CA600 腔内环境大气环境/真空/惰性/有氧气氛高温系统温度范围室温～1200℃/室温～1700℃长期使用温度室温～1100℃/室温～1600℃真空下温度1000/1500测温电偶1200°：N型电偶 1700°：B型国际铂铑热电偶测温精度±1℃温度控制30段程序温度设定实现复杂热处理工艺的分析升温速率常温-1000℃≤10℃/min1000℃-1600℃≤5℃/min加热体1200°HRE合金电阻丝/1700度U型硅钼棒恒温区尺寸长200mm加热管尺寸内直径50mm*长度700mm测温系统温度监控，测温材质美国钨铼合金，测量精度±0.1℃，可实时测量加热管内温度。进样方式具有快速样品制备专用工具，以及样品装载专用工具，确保样品快速定位视窗法兰专用同轴双视窗法兰，备双通道惰性保护装置，可同时或单独使用某种工艺气体对内部金属进行保护，带真空系统及保护气体管路、双水冷装置。采用进口石英材质并可快拆更换。炉膛材质1200°C内采用石英，1700°C以上采用高纯刚玉保温材料湿法真空抽滤成型制备的多晶无极氧化铝陶瓷纤维材料样品尺寸5*5*5mm真空系统真空度范围1*10-1Pa采用机械真空泵+数字流量计+真空法兰1*10-3Pa采用分子泵+复合全量程高精度真空计+真空法兰材质两级组合，在高温下达到高真空要求；泵体采用高纯度不锈钢；配置复合真空计；真空系统也可以通保护气体水冷系统温控范围温度范围：5-35℃外形尺寸约460mm（长）*380mm（宽）*590mm（高）水泵流量15L/min冷却系统容量≥11L实测制冷量1520W成像系统镜头Subpixel0.7-4.5倍超高温高清远焦距工业级连续变倍式显微镜、工作距离500mm相机日本SONY原装进口高速工业级芯片(Onsemi行曝光)传感器类型1/2.9 英寸逐行扫描CMOS分辨率1280× 1024镜头控制仰视角度：±10度，精度：1度，前后180mm（微调50mm）*左右200mm（微调50mm）帧率全局曝光高速400帧/s（最快2.5ms采集/次）视频录像功能可录制整个高温润湿过程连续测量测量间隔时间可调、实时记录、连续测量光源系统组合方式采用石英扩散膜与均光板使得亮度更均匀，液滴轮廓更清晰光源进口CCS工业级冷光源（有效避免因光源散发热量蒸发液滴），寿命可达5万小时 亮度调节PWM数字调节功率10W测量软件CA V2.0静/动态接触角测量软件+表面能测量软件操作系统要求windows 10(64位)测量方式自动与手动计算方法自动拟合法（ms级别一键全自动拟合，不存在人工误差）、三点拟合、五点拟合、自动测量（包括圆拟合法/斜圆拟合法（Circle method/ Oblique Circle）、椭圆拟合法/斜椭圆拟合法(Ellipse method /Oblique Ellipse)）、凹凸面测量等基线拟合自动与手动角度范围0°＜θ＜180°精度0.1°分辨率0.001°分析自动计算多组数据中接触角的最大接触角、最小接触角、平均接触角，左右接触角分别计算与比较功能表面能测量方法Fowks法，OWRK法，Zisman法，EOS法，Acid-Base Theory法,Wu harmonic mean法,Extended Fowkes法，得到固体表面能。表面能单位mN/m输入电源220V 50-60Hz仪器尺寸约1500mm（长）*405mm(宽)* 725mm(高)润湿性分析粘附功一键自动分析铺展系数一键自动分析粘附张力一键自动分析精度0.001 mN/m单位mN/m选配件1.机械真空泵，真空度：1*10-1Pa 2. FJ-110分子泵组一套，最大抽气速率110L/s (对空气)，真空度：1*10-3Pa 3.惰性气体气氛保护（Ar，N2，He或混合气体）4.冷浴装置：5℃-35°超高温接触角测量仪测试方法

近日，大连化学物理研究所生物技术研究部生物分离与界面分子机制研究组(1824组)卿光焱研究员团队设计并制备了一种用于汗液中钙离子传感的可持续、不溶性和手性光子纤维素纳米晶体贴片。该研究为纤维素纳米晶(CNC)的功能化研究提供了一种新思路。 　　在低碳循环经济的倡导下，CNC作为一种生物基材料被迅速地开发，在电子、生物塑料、能源等领域被广泛的应用，有望加速推进各领域的可持续发展。特别的是，CNC可以自发组织形成手性向列液晶结构，产生绚丽的光子结构色，这对可持续性光学和光学传感的发展非常重要。然而，此类材料在潮湿或液体环境中的功能失效，不可避免地损害了它们在生物医学、膜分离、环境监测和可穿戴设备中的发展。因此，通过简单有效的手段使得CNC在液体环境下稳定存在，并实现功能化的应用非常重要。本工作中，团队发展了一种制造不溶性CNC基水凝胶的简单且有效的方法，利用分子间氢键重构，热脱水使优化的CNC复合光子膜在水溶液中形成一个稳定的水凝胶网络。研究发现，该水凝胶在干湿状态之间可以可逆转换，便于进行特定的功能化处理。团队通过在液体环境下吸附溶胀引入功能化分子，得到了具有抗冻性(–20℃)、强粘附性、良好生物相容性、对Ca2+高灵敏度和高选择性感应的水凝胶。该工作有望促进利用可持续纤维素传感器监测其他代谢物(即葡萄糖、尿素和维生素等)的应用，并为在环境监测、膜分离和可穿戴设备中运行的数控水凝胶系统奠定了基础。 　　卿光焱团队长期致力于CNC手性功能化相关研究，开展了一系列工作：通过整合CNC自组装工艺和DMF溶剂中的紫外光引发的有机聚合，实现高性能光子材料的合成，从而增强CNC基复合材料的弹性变形概念(Small，2022)；将强手性的CNC系统与强发光的稀土配合物进行结合，制备出携带四种光学信息的手性光子复合膜(Adv. Funct. Mater，2022)等。 　　相关研究成果以“Sustainable, Insoluble, and Photonic Cellulose Nanocrystal Patches for Calcium Ion Sensing in Sweat”为题，于近日发表在Small上。该工作的第一作者是大连化学物理研究所1824组博士研究生李琼雅。上述工作得到国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划、大连化学物理研究所创新基金等项目的支持。

近年来，柔性电子器件在人体健康检测与分析以及可穿戴设备等生物医学工程领域展现出广阔的应用前景。然而，在柔性电子器件的组装中，用于连接不同模块的商用导电胶易变形、断裂，使得接口不稳定性成为该领域内长期存在的难题，阻碍了整个器件的拉伸性和信号质量。 　　中国科学院深圳先进技术研究院、新加坡南洋理工大学、美国斯坦福大学的科学家另辟蹊径，绕开利用“商业胶水”组装柔性电子器件的思路，开发了基于双连续纳米分散网络的BIND界面(biphasic, nano-dispersed interface，BIND)。这种新型界面能够作为柔性电子器件通常所包含的柔性模块、刚性模块以及封装模块的通用接口，只需要按压10秒钟，便可以实现“乐高式”的高效稳定组装。2月15日，相关研究成果发表在《自然》(Nature)上。 　　人机接口是人与电子设备之间进行的数字虚拟世界和现实物理世界的信息交换，而柔性电子器件则是人机接口技术的关键核心和先导基础。柔性电子器件在生物医学工程领域的研究备受关注，大致可分为植入式和体表式两种，主要功能就是采集应力信号、温度信号、生理电信号、超声信号、生物化学信号等生理数据以监测人体健康状态。然而，商用导电胶的瓶颈却破坏了柔性电子器件的整体稳定性。无论单个模块的拉伸性多好，只要模块接口处的拉伸性很弱，那么整个器件的拉伸性就会受到制约。 　　联合团队发现，在特定的制备条件下，基于SEBS嵌段聚合物和黄金纳米颗粒的柔性界面即BIND界面，面对面贴合时有“魔术贴”式的电气与机械双重黏合特性，能够将不同功能的柔性传感器稳定地黏合在一起，从而实现柔性模块与柔性模块之间的高效连接。通过热蒸发金(Au)或银(Ag)纳米颗粒制备BIND界面，在自粘苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)热塑性弹性体内部形成互穿纳米结构，SEBS是广泛应用于可拉伸电子产品的软基板。SEBS基质表面附近的纳米颗粒形成了一个双相层(约90纳米深)，其中一些纳米颗粒完全浸入其中，而另一些纳米颗粒部分暴露在外。这种界面结构在表面产生了暴露的SEBS和Au，在基体内部产生了互穿的Au纳米颗粒，这为坚固的BIND连接提供了连续的机械和电气途径。总之，这种即插即用的接口可以简化和加速皮肤上和可植入的可拉伸设备的开发。实验表明，采用新型接口的柔性医疗器件可高精度、高保真、抗干扰地监测体内外不同器官，包括表皮、脑皮层、坐骨神经、腓骨肌肉、膀胱等，比起商用导电胶组装的系统信号质量有大幅提升。 　　采用BIND界面的柔性模块接口，其导电拉伸率可达180%，机械拉伸率可达600%，高于采用商用导电胶连接的普通接口(分别为45%、60%)；对于硬质模块接口，其导电拉伸率达200%，并能适用于聚酰亚胺(PI)、玻璃、金属等多种硬质材料；对于封装模块接口，BIND界面能提供0.24 N/mm的粘附力，是传统柔性封装的60倍。 　　该研究为智能柔性电子器件的模块化组装提供了可拉伸、稳定高效的通用接口，不仅简化了柔性医疗器件的使用，而且加速了多模态、多功能的柔性医疗器件的研发。通过该接口组装的智能柔性传感器件可用于多个医疗领域，例如植入式人机接口、体表健康监测、智能柔性传感、软体机器人等。 　　研究工作得到国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目、国家重点研发计划、神经工程研究中心、中科院人机智能协同系统重点实验室、中科院健康信息学重点实验室的支持。可拉伸混合设备的BIND连接研究团队开发的“魔术贴”式柔性组装方法与在肌电监测中的应用实例

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挥发性有机物（VOCs）是造成灰霾和臭氧超标的主要前体物之一，对环境空气质量和人们身体健康带来非常严重的危害。我国政府高度对此高度重视，在新修订的《环保法》中，首次将挥发性有机物列入监管对象；《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》明确主要目标是到2020年，建立健全以改善环境空气质量为核心的VOCs 污染防治管理体系，实施重点地区、重点行业VOCs 污染减排，排放总量下降10%以上。通过与NOx 等污染物的协同控制，实现环境空气质量持续改善。VOCs怎么治先河环保针对挥发性有机物（VOCs）种类多、组分复杂、无组织排放特征明显和监管难度高等突出特点，充分利用网格化监测理念，构建点、面、域全覆盖/测、管、治一体化的工业园区VOCs综合整治解决方案，确保VOCs排放测得准、说得清、管得好；打造智能、高效和便捷的VOCs监管平台，为管理部门核算VOCs排放量，制定VOCs排污和收费政策，减排效果评估，污染预警与溯源和环境执法等提供关键数据和技术支撑。XH VOC6000大气挥发性有机物在线分析仪本期为您介绍先河环保XHVOC6000大气挥发性有机物在线分析仪，适用于工业园区或环境空气中全组分挥发性有机物浓度的在线监测，可实现污染来源追踪及溯源。产品概述针对国内环境空气中挥发性有机物成分复杂多变和部分地区空气湿度较大等特点，结合环保管理部门对环境监测仪器自动化和智能化运行的监测需求，先河环保开发了XHVOC6000型挥发性有机物在线监测系统，该监测系统具有定性可靠、测量精度高和扩展性强等特点，可实现环境空气中VOCs全分析，数据无盲点，真正实时反应环境空气中VOCs的类型和变化。适用于工业园区或环境空气中挥发性有机物浓度的在线监测。XHVOC6000型挥发性有机物在线监测系统利用二级脱附与电子制冷技术采集+富集+聚焦VOCs技术进样，由气质联用仪（或气相色谱）进行定性定量分析。该产品可一次采样监测100多种VOCs，其中包括C2-C12碳氢化合物、苯系物、卤代烃、氯苯类、含氧有机物、硫化物等挥发性有机物及部分半挥发性有机物。性能特点1) 所有流路经过惰性化处理。避免有机物在系统中粘附、反应，能用于活性较高的挥发性有机物的检测2) 全流路保温。将冷点减少到了最低，避免有机物在流路中冷凝损失3) 可测量组分多，可扩展性强。目前应用已完成100种以上物质的监测，并且可在一个程序中完成。可根据实际工作需要开发新的分析方法，可扩展测定半挥发性有机物4) 具备干吹功能。能在分析实际样品时有效降低水分的吸附，防止聚焦管出现的吸水“结冰”现象，从而保证流路通畅与捕集效率，保证样品分析时的准确度5) 定性能力强。系统的专利技术与整体优化，使得质谱检测器能够满足C2~C12的监测，其质谱自带的谱图库和检索能力，能够最大限度地保证定性的准确性；最大限度降低假阳性结果的产生和误报，并能对难分离的非同分异构体准确定量6) 识别未知组分的能力强，当出现未知组分时，通过质谱扫描，可实现及时定性；特别适用于未知挥发性气体的监测，满足应急监测的需要7) 仪器性能稳定，保留时间的稳定性强，测量结果可靠，校正工作量较小8) 可连接真空罐、采气袋，完成异地采样的分析9) 可以自动实现样品加标或添加替代物，考察基底效应与系统的稳定性技术指标

在纺织行业，面料的摩擦性能是一个至关重要的物理指标，它直接关系到面料的舒适性、耐用性以及其在各种环境下的适用性。而在评估面料的摩擦性能时，干湿两种状态下的表现往往都需要考虑。那么，问题来了：面料的干湿摩擦性是否可以用同一台摩擦系数测试仪来检测呢？一、摩擦系数测试仪的工作原理在深入探讨这个问题之前，我们首先需要了解摩擦系数测试仪的工作原理。摩擦系数测试仪是一种用于测量物体间摩擦系数的专用仪器，它通过模拟物体在实际使用中的摩擦过程，测量并计算出物体间的摩擦系数。在纺织行业中，这类测试仪通常被用于评估面料与皮肤、面料与面料或其他材料之间的摩擦性能。二、干湿摩擦性的差异干湿摩擦性的差异主要源于水分对面料表面性能的影响。在干燥状态下，面料表面的纤维和纱线之间的摩擦主要受到纤维本身的物理性能和纱线结构的影响。而在湿润状态下，水分会改变面料表面的润滑性和粘附性，使得面料之间的摩擦性能发生变化。这种变化可能会影响到面料的穿着舒适性、防滑性以及耐磨损性等方面。三、同一台摩擦系数测试仪的适用性针对上述差异，我们需要评估同一台摩擦系数测试仪在测量干湿摩擦性时的适用性。一般来说，现代的摩擦系数测试仪都具备较高的灵活性和可调节性，可以通过更换不同的测试头、调整测试参数等方式来适应不同的测试需求。因此，从理论上讲，同一台摩擦系数测试仪是可以用于测量面料的干湿摩擦性的。然而，在实际操作中，我们还需要注意以下几点：测试条件的控制：为了准确测量面料的干湿摩擦性，我们需要确保测试条件的稳定性和一致性。这包括温度、湿度、压力等环境因素的控制，以及测试速度和加载方式等测试参数的设置。测试头的选择：不同的测试头适用于不同的面料和测试需求。在选择测试头时，我们需要考虑面料的纤维类型、纱线结构以及测试目的等因素，以确保测试结果的准确性和可靠性。数据处理和分析：在获得测试结果后，我们需要对数据进行适当的处理和分析。这包括数据的清洗、异常值的剔除、统计分析和结果解释等步骤。通过科学的数据处理和分析方法，我们可以更准确地评估面料的干湿摩擦性能，并为后续的产品开发和质量控制提供有力的支持。四、结论综上所述，面料的干湿摩擦性是可以使用同一台摩擦系数测试仪进行测量的。然而，在实际操作中，我们需要注意测试条件的控制、测试头的选择以及数据处理和分析等方面的问题。通过科学的测试方法和严格的质量控制流程，我们可以更准确地评估面料的干湿摩擦性能，并为后续的产品开发和质量控制提供有力的支持。

【科学背景】金属氧化物薄膜是大多数电子设备中的关键材料，因其在透明导体、气体传感器、半导体、绝缘体和钝化层等应用中的重要性而成为了研究热点。然而，传统的金属氧化物薄膜制备方法通常需要高温和缓慢的真空工艺，这在实际应用中存在制备成本高、生产效率低的问题。此外，传统方法往往会在膜表面留下液体残留物或形成不均匀的薄膜，这对器件的性能和稳定性造成了挑战。为了解决这些问题，美国北卡罗来纳州立大学Michael Dickey教授联合韩国浦项科技大学Unyong Jeong教授合作提出了一种新的方法，通过在室温下利用熔融金属的弯月面在基底上进行打印，来制备大面积均匀的本征氧化物薄膜。该方法利用液体不稳定性使氧化物从金属中轻柔地分离，从而形成无液体残留的均匀薄膜。此外，打印的氧化物薄膜具有金属间层，使其导电性显著提高，并且能够与蒸发的金形成良好的润湿，克服了传统方法中金属岛屿的粘附性差的问题。最终，这种超薄（图4: 超薄透明电极表征。图5: 图案化超薄透明电路线演示。【科学启迪】这项工作展示了一种可靠且连续的方法，可以在室温条件下利用镓液态金属（Ga LM）的脱湿行为打印大面积且均匀的超薄（10 nm）本征氧化物薄膜。这种脱湿诱导的氧化物印刷技术也可以通过改变液态金属的组成来打印铝氧化物（AlOx）和铟氧化物（InOx）。我们的研究发现，刚打印的GaOx具有高导电性，但由于进一步氧化，导电性会逐渐降低为绝缘性。然而，通过在氧化物薄膜上蒸发少量的次级金属（Au或Cu），可以稳定氧化物的导电性。由于刚打印的GaOx具有金属特性，蒸发的金属容易“润湿”薄膜，导致其融入到薄膜中。这些金属装饰的氧化物薄膜具有高度的透明性，且电导率、热学和机械稳定性都很优秀。在室温下跨大面积打印如此薄且耐用的氧化物和导体，应该对创建透明导体、电路以及其他柔性电子器件，以及屏障涂层（20）、光电材料和忆阻器等应用具有重要意义。参考文献：Minsik Kong et al. ,Ambient printing of native oxides for ultrathin transparent flexible circuit boards.Science385,731-737(2024).DOI:10.1126/science.adp3299

来自美国顶尖公立大学北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill，简称:UNC）的科学家们，利用全自动Digital Western Blot系统，对不同细胞来源的细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）进行蛋白表征，探索不同细胞来源的EVs作为治疗神经退行性疾病药物递送系统的可能性，相应结果发表在Advanced NanoBiomed Research (IF: 13.052)。1EVs简介EVs的命名和分类细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构统称。EVs根据其来源（细胞类型）、大小、形态和载荷分为：微泡（microvesicles）、外泌体（exosomes）、凋亡小体（apoptotic bodies）和癌小体（oncosomes）。目前作为药物递送系统研究最多是微泡和外泌体。EVs通过质膜出芽形成的称为微囊泡（microvesicles）；多囊泡内体(Multivesicular Endosomes，MVEs)与质膜融合后，释放的腔内囊泡（Intraluminal vesicles，ILVs)称为外泌体（exosomes）。EVs作为药物递送系统的优势EVs具有：A)能够穿过各种生物屏障，包括组织屏障或质膜，并通过endosomal运送载荷；B)利用内源性细胞机制，在细胞核内生产或装配成相应的载荷物，然后装载到多泡体（Multivesicular Bodies，MVBs）或质膜，并最终以EVs形式释放到细胞外；C)在脾脏和肝脏中具有较低的毒性，并且具有较低的免疫原性。因此EVs已作为脂质体（Liposome）、纳米颗粒的生物替代品，进入了药物递送领域，用于治疗各种疾病，包括癌症、神经系统疾病（阿尔茨海默病、帕金森病、中风）、传染病（脑膜炎、人类免疫缺陷病毒（HIV）和HIV相关痴呆）、炎症性关节炎、以及自身免疫和心血管疾病（动脉粥样硬化和心脏病等）。受体细胞摄入EVs的过程和机制EVs可以通过多种途径被内化，内化会将外源性EVs靶向典型的内体通路，从而到达多囊泡内体(MVEs)。EVs停靠在MVEs的质膜上，通过膜融合将其内容物释放到受体细胞中。同时EVs也可以直接与受体细胞膜融合，将内容物释放到受体细胞中。EVs还可以通过细胞表面的整合素（Integrins）-细胞粘附分子（ICAM）的结合或抗原呈递等方式，对受体细胞进行细胞信号通路的调节或免疫调节。2研究内容细胞外囊泡(EVs)将纳米颗粒大小与跨越生物屏障的非凡能力、低免疫原性和毒性特征相结合，成为了一类有前途的药物递送系统。因此如何成功应用这种输送生物化合物的自然方式，需要深入了解EV从其母细胞继承的内在特性。因此本文评估了不同来源的细胞释放的EVs，利用其将药物输送到大脑，来治疗神经退行性疾病。本文通过一些检测方法对原代巨噬细胞(mEV)、神经元(nEV)和星形胶质细胞(aEV)分泌的EV的形态、大小、zeta电位、表面蛋白进行鉴定和分析。结果显示与nEVs和aEVs相比，mEVs显示出对炎性组织更高水平的粘附性和靶向性。同时，在帕金森病转基因小鼠模型中，mEVs的大脑积累水平明显高于nEVs和aEVs。因此，mEVs被认为是最有前途的将药物输送到大脑的纳米载体系统。全自动Digital WB表征EVs膜蛋白揭示mEVs高粘附和靶向炎症组织能力HP90（HSP90）：热休克蛋白，EVs表面特异性marker；TSG101：四跨膜蛋白，EVs表面特异性marker；Integrin α：整合素α，EVs表面特异性marker；CD11b：属于Integrin β2家族，通常在白细胞（如巨噬细胞）表面表达；CD9：四跨膜蛋白，EVs表面特异性marker。研究结果：本文利用利用全自动Digital Western Blot技术，对不同来源的EVs膜蛋白进行表征，结果显示与nEVs和aEVs相比，mEVs显示出最高水平的四跨膜蛋白和整合素的表达，表明mEVs对炎性组织的粘附性和靶向性更高。在帕金森病转基因小鼠模型中也得到了相同结论。证实mEVs对比nEVs和aEVs而言，是能将药物递送到大脑的更有前途的一种纳米载体系统。其它神经方面的研究请见以下链接：【Science】单细胞蛋白分析技术揭示肠脑神经回路新机制全自动Digital Western Blot揭示多小脑回畸形发病新机制Ella全自动ELISA在神经领域上的应用Wes助力：中科院阎锡蕴课题组协同北大医院神经内科郝洪军主任 共同揭示血脑屏障损伤机制Milo单细胞Western blot开启神经生物学研究新纪元Ella 平台推出神经退行性疾病Biomarker: Nf-L超敏检测方法Wes：定量研究神经退行性病变关键蛋白参考文献：1. Extracellular Vesicles as Drug Delivery System for the Treatment of Neurodegenerative Disorders: Optimization of the Cell Source.2.Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles.3.Extracellular Vesicles as Drug Delivery Vehicles to the Central Nervous System.4.Extracellular vesicles as drug delivery systems: Why and how?5.β2 integrins As Regulators of Dendritic Cell, Monocyte, and Macrophage Function.

锂离子电池是一种可充电蓄电池，其通过从活性材料的结构中解吸/插入Li+来充电/放电。从制作工艺而言，锂电池正极由活性材料、导电剂、粘结剂、增稠剂及溶剂去离子水等多相物质混合制成。这其中，对于提高性能和质量控制，最重要的是活性材料、粘合剂和导电添加剂的工作状态和分布状态。图1 锂电池充放电示意图目前应用最为广泛的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂等。其中高镍三元锂离子电池正极材料NCM（锂镍锰钴氧化物；Li(Ni-Co-Mn)O2）凭借比容量高、成本较低和安全性优良等优势，成为研究的热点，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。为了保证电极具有良好的充放电性能，通常加入一定量的导电剂，在活性材料之间、活性材料与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻，加速电子的移动速率。导电剂的材料、形貌、粒径及含量对电池都有着不同的影响，碳系导电剂从类型上可以分为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维和石墨烯。常用的锂电池导电剂可以分为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)。锂电池粘结剂是一种将活性材料粘附在集流体上的高分子化合物。专门用于粘结和固定电极活性材料，增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触，更好地稳定极片的结构。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种具有高介电常数的聚合物材料，具有良好的化学稳定性和温度特性，具有优良的机械性能和加工性，对提高粘结性能有积极的作用，被广泛应用于锂离子电池中，作为正负极粘结剂。另一方面，正极中的这三种主要物质的分布状态和工作状态决定了锂电池的充放电性能。最常遇到的不利情况包括不导电的粘结剂对活性材料的包裹导致无法参与反应，活性材料颗粒的碎裂导致隔离于反应体系，粘结剂/导电剂分散不均导致一些区域间隙过大使活性材料隔离于反应体系。在这些情况下活性材料成为死的活性材料，不再参与电极反应。图2 正极中各组分存在状态为了更全面地分析，需要结合多种仪器进行。传统上，SEM+EDS可以对正极表面形貌和元素分布。但是局限性也很大，首先，EDS仅是一种定性分析工具，不能对元素进行定量分析，需要更精确的方法；另一方面，SEM仅能观察形貌，无法观测正极的工作状态，需要一种表面电学性能观测的方法。因此本实验使用EPMA电子探针微量分析仪(EPMA-8050G)测量正极的元素分布，使用原子力显微镜(SPM-9700HT)观测表面电流分布状态。通过比较EPMA和SPM相同区域图像来评估正极表面各种组分的工作状态。比较EPMA和SPM在相同区域的分析结果。图3至图5示出了EPMA数据，图6至图8示出了SPM数据。在EPMA结果中，图3是成分图像(COMPO)，图4是C和F分析的叠加图像，图5是Mn、Co、Ni和O分析的叠加图像。因为导电剂和粘结剂都含有C，图4中C的位置是导电剂和粘合剂，因为只有粘合剂（PVDF）含有F，因此F的位置是粘合剂。图5中Mn、Co、Ni和O的重叠位置是活性材料。在SPM图像中，图6是用电流模式下的SPM获得的表面形貌图像，图7是低偏压激励下小电流分布图像，图8是高偏压激励下大电流分布图像。结合图6和图5，对比可知道活性材料的分布与形貌；结合图2，可认为图8中电流区域为为导电剂；同时对比图7和图8，从图7中扣除图8的大电流区域，可认为其他小电流区域为活性材料，即活性材料A区域。但是结合图7和图5 ，可发现有些活性材料在偏压激励下并没有电荷移动（形成电流），因此可判断，未形成电流的活性材料可能是被不导电的粘合剂包裹，或者因破碎和间隙被隔离于反应体系，无法参与充放电，即活性材料B区域。由此实验可见，对于锂电池的研究，结合元素分析工具（EPMA）和电流分析工具（SPM），既可以了解到各种组分的分布，还可以深度了解个部分的工作状态及可能的失效原因，为深入理解锂电池的工作原理与过程提供可行实验方案。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

食品包装、工业材料和医疗应用中使用的薄膜表面具有各种特性，如透明度、光泽度、防水性、防污性和非粘附性。表面处理和加工工艺用于增加各种表面功能。为了评估薄膜的表面处理和加工质量，测量表面粗糙度至关重要。这项检测会测量薄膜表面细微不平整的粗糙度，并对其进行数值量化。测量表面粗糙度的一种方法是使用3D激光共焦显微镜。在一次实验中，我们试图使用聚乙烯薄膜（食品保鲜膜）和抗静电薄膜来验证薄膜中的静电和表面粗糙度之间是否存在关系。为了进行粗糙度测量，我们使用了LEXT OLS5100 3D激光共聚焦显微镜。继续阅读以了解结果！目视比较抗静电薄膜与聚乙烯薄膜的表面状况我们能够使用OLS5100 3D激光共聚焦显微镜目视确认了这两种薄膜的表面状况。OLS5100 显微镜使用405 nm紫激光束扫描样品表面以采集3D数据。该系统与可适应405 nm波长并减少像差的专用LEXT物镜配对，可以清晰地捕获传统光学显微镜和普通激光显微镜难以捕获的精细图案和缺陷。光学系统也是非接触式的，因此，即使是薄膜等柔软样品，也无需担心会造成表面损坏。红色激光（658 nm：0.26 μm 线距）与紫色激光（405 nm：0.12 μm 线距） 在此图中，您可以清楚地看到聚乙烯薄膜的表面没有奇特的形状，并具有轻微的不平整。相比之下，抗静电薄膜则存在周期性亚微米到几十纳米的锯齿状不平整。50倍物镜下的聚乙烯薄膜（食品保鲜膜）与50倍物镜下的抗静电薄膜 量化抗静电薄膜与聚乙烯薄膜的表面状况接下来，通过使用相同的3D激光共聚焦显微镜测量表面粗糙度，量化了这两种薄膜表面的视觉不平度差异。在这一步中，重要的是选择合适的透镜来观察样品，以获得较为可靠的测量结果。得益于Smart Lens Advisor，OLS5100显微镜可以轻松确定*所选物镜是否适合样品。在本例中，系统确定专用LEXT 50倍物镜适用于薄膜的粗糙度测量。显微镜使用50倍物镜测量这两种薄膜时获得了以下结果：测量中值得注意的粗糙度参数为Sq、Sz、Sa、Sdr和Sal。以下是对这些参数的概括说明：Sq（均方根高度）、Sz（最大高度）和Sa（算术平均高度）这些参数表示与平均表面相比的不平度大小。在本例中，值较大的抗静电薄膜表示不平度较大。Sdr（界面扩展面积比）Sdr表示表面积的增长率。在本例中，具有较小Sdr值的聚乙烯薄膜表面积较小。相比之下，由于表面的不平度较大，抗静电薄膜的表面积较大。Sal（自相关长度）虽然大多数参数评估的是高度方向的粗糙度，但Sal是少数关注横向（如条纹和颗粒密度）的参数之一。Sal值越小表示形状越陡、颗粒越细。相反，Sal值越大则表示表面的不均匀形状越平缓。因此，我们可以得出结论，抗静电薄膜的Sal值越小，在不均匀表面上的颗粒状越精细。用表面粗糙度数据测定薄膜静电静电量的三个主要决定性因素是接触面积、摩擦力和湿度。在本文中，我们重点关注的是与表面粗糙度密切相关的接触面积。一般来说，物体之间的接触面积越大，产生的静电荷就越多。在这个实验中，我们可以看到物体之间接触面积小的抗静电薄膜比接触面积大的聚乙烯薄膜产生的静电小。与聚乙烯薄膜更光滑的表面相比，抗静电薄膜较大的不平度减小了接触面积。您可以在下面看到电荷量与表面粗糙度数据的关系：抗静电薄膜与聚乙烯薄膜（食品保鲜膜）

日前，来自光子科学研究所(简称ICFO)的科学家们开发出一种全新的芯片实验室，能够在一滴血液中检测出癌症的蛋白质标记物，可以用于癌症的早期检测。此种装置拥有检测低浓度标记物的能力，并且具备可靠、廉价以及便携等特点，为世界偏远地区的部署提供了可能。 　　众所周知，早期发现是成功治疗癌症的关键，然而不幸的是，很多癌症病例都是在晚期才被检查出来的，病毒早已扩散至全身细胞。这主要是因为大部分医疗设备只有在肿瘤生长到一定程度时才能够检测出来。 　　为了改变这一现状，Romain Quidant教授带领他的团队研发出一种小巧便携的新型设备，利用流体微通道，可以在一滴血液中检测出浓度极低的肿瘤标志物。 　　血液进入装置后会分配至微通道网格中，每个通道都包含有金纳米颗粒和特定的抗体受体。如果癌症标记物蛋白存在于血液中的话，它会自动粘附至纳米颗粒。据研究人员介绍，装置将对所有通道中血液内的标记物数量进行监测，为患者的病情提供精准的风险评估。 　　Romain Quidant教授表示，该装置不仅能够检测出极低浓度的蛋白标志物，而且可以在短短的几分钟内完成，具有超高的灵敏度。