我國(guó)科研人員找到生物材料形態(tài)變化的“控制鍵”

新華社深圳2月10日電（記者 陳宇軒）手指輕輕觸碰，葉子迅速閉合起來(lái)——含羞草的特性啟發(fā)了科研人員。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)近日稱，他們從含羞草獲得靈感，成功控制了傳統(tǒng)生物材料的形態(tài)變化，這一發(fā)現(xiàn)有望拓展人工器官的材料來(lái)源。

這篇研究論文發(fā)表在近期的《Research》雜志上。《Research》是被國(guó)際權(quán)威期刊《Science》納入合作計(jì)劃的刊物之一，是中國(guó)科協(xié)與《Science》主辦方——美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)合辦的權(quán)威學(xué)術(shù)期刊。

如何讓生物材料的外形根據(jù)人們的需求發(fā)生變化，制造出更適合醫(yī)學(xué)應(yīng)用的材料，這是長(zhǎng)期困擾科研人員的難題。

論文通訊作者、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副研究員杜學(xué)敏告訴記者，從海帶中提取的海藻酸鈉可以形成一種柔軟的水凝膠，其力學(xué)和生物特性都與人的軟體組織類似。但是，這種水凝膠缺乏形態(tài)變化的能力，難以成為人工器官的材料。

含羞草給了科研人員靈感。杜學(xué)敏的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，含羞草之所以會(huì)“害羞”，核心是植物細(xì)胞內(nèi)部離子的調(diào)節(jié)作用。因此，他們花了9個(gè)月時(shí)間，在海藻酸鈉制成的水凝膠上，設(shè)計(jì)出了類似含羞草的結(jié)構(gòu)，并將水凝膠放在特制溶液中，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液中鈉離子和鈣離子相互作用，成功控制了水凝膠“從螺旋狀到反向螺旋狀”的形態(tài)變化。

華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授張利東表示，這項(xiàng)仿生設(shè)計(jì)為解決傳統(tǒng)生物材料的形態(tài)變化提供了普適性方法，有望拓展部分生物材料在再生醫(yī)學(xué)、柔體機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。