碳點(diǎn)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(xué)和納米技術(shù)領(lǐng)域的重要目標(biāo)，其目的是利用協(xié)同相互作用和單個納米顆粒的光學(xué)、電學(xué)和機(jī)械特性的突發(fā)現(xiàn)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(dú)特功能、強(qiáng)適應(yīng)性和智能的軟機(jī)器人和設(shè)備。然而，這些設(shè)計都缺乏產(chǎn)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(diào)節(jié)器官來進(jìn)行視覺交流和偽裝。受這些自然機(jī)制的啟發(fā)，加拿大麥克馬斯特大學(xué)Amin Reza Rajabzadeh、Seshasai Srinivasan和滑鐵盧大學(xué)Xiaowu (Shirley) Tang提出了一種用于變形誘導(dǎo)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(xiàn)出即時的信號變化。   

本文要點(diǎn)：
（1）以苯扎氯銨和殼聚糖為前體，用簡單的水熱法合成碳點(diǎn)（CDs）；并研究了CDs的形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。
（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(zhì)中。
（3）演示軟納米混合機(jī)械光學(xué)系統(tǒng)的潛在用例，包括可視化機(jī)械變形誘導(dǎo)的照明和在黑暗中的光通信。
（4）利用軟納米混合水凝膠進(jìn)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(xì)胞毒性及其預(yù)防感染和根除革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細(xì)菌的能力。

綜上，將熒光CDs與工程軟材料結(jié)合，將導(dǎo)致在體內(nèi)成像和光學(xué)傳感領(lǐng)域發(fā)展更智能的應(yīng)用。   

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