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本文来自窗敲雨的微信个人公众号“酷炫科学”

这是一只“蝴蝶”,它扑动翅膀,同时变幻着颜色:

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而这只小蝴蝶的真正身份,在看介绍之前是很难猜到的。这是一片带有(可改变的)结构色的凝胶材料,而带动它扑动翅膀和变色的,则是活生生的心肌细胞。

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受到变色龙的启发,研究者们把具有特殊光学结构的凝胶与活的心肌细胞组合在一起。在变色龙负责显色的细胞中,有一系列鸟嘌呤纳米晶体排列成的阵列结构,而变色依靠的是改变这些晶体排列的疏密程度。随着晶体排列变化,反射光之间的干涉效果就会随之改变,于是显示的颜色也就变了。

变色龙用于变色的微晶体结构,小窗口部分是deep look根据电镜图像做的动画特效。当晶体之间彼此靠近时,显示的颜色更偏蓝。当它们离得较远时,显示的颜色更偏红。

变色龙用于变色的微晶体结构,小窗口部分是deep look根据电镜图像做的动画特效。当晶体之间彼此靠近时,显示的颜色更偏蓝。当它们离得较远时,显示的颜色更偏红。

类似地,研究者们在整齐排列的纳米颗粒上用凝胶 “浇筑”,用这种方法在凝胶中留下了一系列微小的孔洞结构。这些纳米结构就充当了制造结构色的任务。

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而研究者又给凝胶层加上了活的大鼠心肌细胞。这些心肌细胞同步收缩和舒展,它带动着弹性的凝胶薄膜发生形状变化,以此来改变结构色的效果。

一个心肌细胞+结构色凝胶的变色细节图

一个心肌细胞+结构色凝胶的变色细节图

研究者们还尝试把这种技术用在“器官芯片”上。器官芯片指的是一些含有活体组织、可以模拟人体器官的装置,它们可以用来研究疾病、测试药物等等。如果给心脏组织结合上可改变结构色的凝胶,那么心肌细胞的搏动状况就可以通过颜色来直观地体现。

这项研究发表在Science Robotics,是东南大学的研究者做的。有兴趣可以通过以下链接了解更多:
报道:http://www.sciencemag.org/news/2018/03/watch-gel-embedded-heart-cells-change-color-every-beat
原论文:http://robotics.sciencemag.org/content/3/16/eaar8580

PS:感觉Science Robotics真的登了好多思路很神奇的论文,挺喜欢这个刊的,虽然细节的技术我也不是很懂……

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