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最新!反馈控制水凝胶!登顶《Nature子刊》!

来源:高分子材料科学|

发表时间:2022-12-01

点击:6276

在反馈控制下驱动系统失去平衡是生命系统的特征,其中体内平衡和耗散信号转导促进复杂的反应。这一特征不仅激发了合成系统中的耗散动态功能,而且对设计新途径提出了巨大挑战。近日,科研人员报告了包含两个由恒定光驱动的耦合水凝胶的反馈控制系统,其中可以调整系统以进行稳定的稳态自振荡或阻尼稳态温度。科研人员证明稳定的温度振荡可用于动态颜色和货物运输,而阻尼稳态可实现信号转导通路。机械触发器会导致温度变化,从而导致响应,例如受含羞草单触机械反应启发的弯曲运动和受维纳斯捕蝇草中植物算法启发的频率门控捕捉运动。所提出的概念为耗散动态材料和交互式软机器人提出了可推广的反馈途径。



图 1:光驱动纳米功能化水凝胶系统显示基于具有受控时间延迟的负反馈回路的温度振荡。



图 2:温度振荡的控制:实验和模拟。



图 3:稳健的稳态振荡。



图 4:基于稳定振荡的耗散彩色显示和持续货物运输。



图 5:机械刺激的反馈控制人工耗散信号转导。



相关论文以题为Feedback-controlled hydrogels with homeostatic oscillations and dissipative signal transduction发表在《Nature Nanotechnology》上。通讯作者是芬兰坦佩雷大学曾浩Academy Research Fellow。


封面来源:图虫创意

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