碳點注入3D打印殺菌、抗氧化水凝膠用于熒光觸覺傳感器

將納米粒子整合成宏觀材料是材料科學和納米技術領域的重要目標，其目的是利用協同相互作用和單個納米顆粒的光學、電學和機械特性的突發(fā)現象創(chuàng)造新材料。使用生物相容性納米雜交體是一種創(chuàng)新和有前途的方法，可以創(chuàng)建具有獨特功能、強適應性和智能的軟機器人和設備。然而，這些設計都缺乏產生光線的能力，使得在黑暗環(huán)境中通過視覺感知變形或力量具有高度挑戰(zhàn)性。

頭足類動物通過彈性皮膚和動態(tài)顏色調節(jié)器官來進行視覺交流和偽裝。受這些自然機制的啟發(fā)，加拿大麥克馬斯特大學Amin Reza Rajabzadeh、Seshasai Srinivasan和滑鐵盧大學Xiaowu (Shirley) Tang提出了一種用于變形誘導照明和光通信的熒光生物材料，在受到微弱拉伸變形時表現出即時的信號變化。   

本文要點：
（1）以苯扎氯銨和殼聚糖為前體，用簡單的水熱法合成碳點（CDs）；并研究了CDs的形貌、結構和光學性質。
（2）優(yōu)化生物墨水用于水凝膠3D打印過程，然后將不同濃度CDs注入水凝膠基質中。
（3）演示軟納米混合機械光學系統的潛在用例，包括可視化機械變形誘導的照明和在黑暗中的光通信。
（4）利用軟納米混合水凝膠進行pH傳感，可用于監(jiān)測傷口pH波動。
（5）檢測熒光水凝膠的非細胞毒性及其預防感染和根除革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細菌的能力。

綜上，將熒光CDs與工程軟材料結合，將導致在體內成像和光學傳感領域發(fā)展更智能的應用。   

文章來源：
https://doi.org/10.1002/adma.202409819