我國科研人員找到生物材料形態變化的“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——含羞草的特性啟發了科研人員。中國科學院深圳先進技術研究院一個科研團隊近日稱，他們從含羞草獲得靈感，成功控制了傳統生物材料的形態變化，這一發現有望拓展人工器官的材料來源。

這篇研究論文發表在近期的《Research》雜志上。《Research》是被國際權威期刊《Science》納入合作計劃的刊物之一，是中國科協與《Science》主辦方——美國科學促進會合辦的權威學術期刊。

如何讓生物材料的外形根據人們的需求發生變化，制造出更適合醫學應用的材料，這是長期困擾科研人員的難題。

論文通訊作者、中國科學院深圳先進技術研究院副研究員杜學敏告訴記者，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。杜學敏的科研團隊發現，含羞草之所以會“害羞”，核心是植物細胞內部離子的調節作用。因此，他們花了9個月時間，在海藻酸鈉制成的水凝膠上，設計出了類似含羞草的結構，并將水凝膠放在特制溶液中，通過調節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”的形態變化。

華東師范大學化學與分子工程學院教授張利東表示，這項仿生設計為解決傳統生物材料的形態變化提供了普適性方法，有望拓展部分生物材料在再生醫學、柔體機器人等領域的應用范圍。