Flory-Huggins理论描述了在溶剂质量较差的条件下同源聚合物从溶液中热力学驱动的分离，这将促进聚合物-聚合物的相互作用。...采用显式序列考虑的理论发展从同源聚合物的观点转变，允许评估异源聚合物是否符合同源聚合物的行为。...虽然某些蛋白质的相行为可以很好地用平均场同源聚合物理论描述，但新出现的数据表明，其他蛋白质序列编码的稠密相特性无法通过同源聚合物实现。...粗粒化模拟多组分系统最近提供了对形成多层无膜细胞器（如核仁和核小体）的物理原理的见解。...模拟支持了不同蛋白质之间或蛋白质与RNA之间序列编码相互作用的相互作用，这在多达五个组分的情况下是可能的，这显示了这种模拟系统地探索多组分系统中相互作用的能力。
近日，德雷塞尔大学（Drexel University）的科学家团队研发出了一款新型的二维纳米材料电极材料，可帮助电子设备在数秒内快速充电。...而德雷塞尔大学研发的该款电极的材料为导电聚合物纳米复合材料MXene（二维过渡金属碳化物或碳氮化物），不仅可以保证用其制备的化学电池拥有超级电容的高速充放电速度，还可以让电池具备高储能容量的特性， 据悉...，导电聚合物纳米复合材料MXenes除与石墨烯同具备高比表面积、高电导率等特点之外，还具备组分灵活可调、最小纳米层厚可控等优势，在储能、吸附、传感器、导电填充剂等方面潜力巨大。...德雷塞尔大学科研团队领导者Yury Gogotsi教授表示，应用了MXene材料的电极可以在数十毫秒内快速充电这一事实，不仅充分证明了电池和准电容器的化学充电过程总是比超级电容（双层电容）物理充电速度慢的观念是错误的...，还为研发超速储能设备扫清了障碍，极大的加快了此后电池相关研发工作的进程。
生物墨水可以根据其来源分为天然聚合物和合成聚合物两大类。天然聚合物 (如藻酸盐、壳聚糖、明胶、胶原蛋白) 有着与人体 ECM 的相似性及其固有的生物活性，但可能在机械性能上存在限制。...合成聚合物 (如聚己内酯 PCL、聚乳酸 PLA、聚乙二醇 PEG)，虽然通常在生物学上是惰性的，但它们机械性能较强且具有可控的物理化学性质 (降解率、扩散率、疏水性)[16]。...但在实际使用的过程中，单一组分的生物墨水常常具有局限性，目前对生物墨水的改进主要集中在两个部分：①多组分生物墨水混合；②对天然聚合物进行改性。...此外，水凝胶的交联可以为打印结构内的细胞生长提供足够的支持。水凝胶的交联途径包括化学交联和物理交联[3]。...物理交联是发生在各种聚合物链之间的非共价键相互作用，如疏水、静电、氢键、立体络合和主客相互作用，物理交联的过程一般在温和的生理条件下实现，但这种交联是可逆的[18]。
癌症诊断和预后的新技术将推动精准医学的实践。液体活组织检查被认为是这样一项技术，因为它们是微创的，而且经常可以通过简单的抽血进行。...这些纳米尺度的囊泡含有包装在膜中的功能性mRNA，膜上带有与它们起源的细胞相同的特征表面标记。...其他商业上可用的方法包括沉淀和基于尺寸的过滤技术，如ExoQuick和Exospin。然而，这些方法中的每一种都缺乏对肿瘤来源的外泌体的特异性。...作者通过多价免疫识别介导结合亲和力的纳米结构聚合物表面可以显著提高外泌体免疫亲和装置的灵敏度和特异性。...5月14日，Nano Letters在线发表了来自威斯康辛大学麦迪逊分校的Seungpyo Hong团队设计的一种外泌体捕获表面包含三层聚合物，旨在最大限度地减少非特异性结合，同时提供多价性和高度的抗体定位灵活性
下一代纳米生物材料的设计需要对核心材料的物理属性和材料表面的化学属性进行精确的工程设计，以满足生物功能。约翰霍普金斯大学医学院Jordan J....Green教授开发了一种受生物启发、模块化和多功能的技术，使可生物降解的聚合物纳米颗粒在血液中循环更长时间，同时还充当解毒装置。...这种方法增强了纳米粒的解毒特性，显著提高了脓毒症小鼠模型的存活率。 作者开发了具有仿生形状和表面组成的各向异性聚合物生物可降解纳米粒子。...各向异性的形状和膜涂层能够在体外抵抗细胞摄取并在体内全身给药时降低血液清除。与未包覆的球形纳米粒子相比，包覆有红细胞膜的各向异性纳米粒子能够更好地逃避巨噬细胞的清除。...各向异性包衣颗粒的药代动力学特性增强，再加上各向异性形状导致的表面积增加，带来了更强的全身给药后细菌毒素解毒的能力。
生物聚合物涂层，将成为脑机接口的新「胶水」 近日，在美国化学学会发布了他们的最新研究——可用于人机融合的新涂层。...经过测试，研究人员发现这种聚合物具有连接硬件和人体组织所必需的性能。这些共轭聚合物具有电活性，但它们也具有离子活性。 反离子给它们所需的电荷，所以当它们运行时，电子和离子都在移动。...这种聚合物被称为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)或PEDOT，这种聚合物可以将医用植入物的阻抗降低2 - 3个数量级，显著改善其性能，从而提高了患者体内电子设备的信号质量和电池寿命。...马丁已经确定了如何使聚合物安全地涂在表面，在PEDOT上放置不同的官能团。只要在乙烯二氧噻吩(EDOT)单体上加入羧酸、醛或马来酰亚胺取代物，就可以制造多种功能的聚合物。...PEDOT薄膜：随意控制多巴胺，为你制造更多快乐 马来酰亚胺的功能特别强大，可以通过化学取代反应来制造特定功能的聚合物和生物聚合物。
DRUGAI 本研究提出了一种基于大型语言模型（LLM）的方法，用于在数据稀缺环境下预测聚合物性质。...传统的监督学习方法难以处理有限标签数据，尤其是在聚合物性质预测任务中。近年来，研究者们尝试使用注意力机制和化学语言模型（如SMILES）来表示分子结构，从而提升聚合物性能预测能力。...然而，由于聚合物的化学空间庞大且实验测量数据受限，直接在小样本上微调LLM容易导致过拟合。因此，研究者需要一种能够有效利用少量实验数据的高效训练方法。...除了火灾燃烧特性，本研究提出的物理引导预训练策略还可以用于预测其他物理化学性质，如聚合物的玻璃化转变温度、粘度、弹性模量等。...此外，未来的研究可以探索更复杂的网络聚合物，并扩展物理建模方法（如有限元模拟）以支持更多材料建模任务。
纳米尺寸的配位聚合物(CPs)是一种很有发展前景的基因载体，但它们的响应性和潜在的治疗特性却很少被同时研究。...在此，中山大学戴宗教授、张杰鹏教授和香港城市大学张华教授采用自下而上的方法合成了基于Cu(I)-1,2,4-三唑配位聚合物的多功能超薄二维纳米片，其厚度为4.5±0.8 nm。...这些配位聚合物纳米片既可以作为基因治疗的DNAzyme纳米载体，也可以作为耐乏氧的I型光动力治疗(PDT)的光敏剂。...由于配位聚合物纳米片对谷胱甘肽(GSH)具有响应性,因此负载DNAzyme的配位聚合物纳米片表现出了对肿瘤细胞早期生长反应因子-1(EGR-1)进行基因沉默的能力,能够抑制MCF-7的84%信使RNA,...将配位聚合物纳米片尾静脉注射至MCF-7荷瘤小鼠体内后，在激光照射下，负载Ce6修饰的DNAzyme的配位聚合物纳米片具有较高的抗肿瘤效果，可导致88.0%的肿瘤消退，从而证明了该配位聚合物纳米片是一个有效的治疗平台
新智元报道 来源：mit 编辑：张佳 【新智元导读】日前，麻省理工学院赵选贺团队发明了一种导电聚合物墨水，首次实现了导电聚合物的高精度3D打印。...赵选贺教授 发明导电聚合物墨水，首次实现导电聚合物的高精度3D打印 赵选贺教授团队打印出的这些设备由一种导电的聚合物墨水制成。...3D打印多种导电聚合物器件 导电聚合物三维结构的高分辨3D打印 “从肥皂水到牙膏”，打印材料揭秘 导电聚合物是近年来科学家热切探索的一类材料，因为它们具有类似塑料的柔韧性和类似金属的电导率。...如果将这种聚合物以液态形式送入3D打印机中，它只会在下层表面渗出。因此，该团队寻求一种在保持材料固有的导电性的同时增稠聚合物的方法。 ?...这种电极由一层柔韧的透明聚合物构成，然后在它的上面打印出导电聚合物，这些导电聚合物以细细的平行线汇聚在一个尖端，宽度约10微米，小到足以从单个神经元接收电信号。
基于聚合物波导的耦合封装方案 该方案的原理图如下， ? 其主要部分为柔性的聚合物波导，MT头的组件等。聚合物波导被固定在MT头内。...上图中的c位置处聚合物波导与单模光纤耦合，f位置处其与硅波导耦合，其他区域的聚合物波导宽度是渐变的。...该方案中的聚合物波导充当单模光纤与硅波导之间的桥梁，光从单模光纤耦合聚合物波导，再由聚合物耦入硅波导中。因而c位置处与f位置处的聚合物波导MFD需分别与单模光纤、硅波导的MFD匹配。...将聚合物波导与硅光芯片端面对接（借助刻蚀的凹槽，其对准精度小于2um），进而实现高效率的耦合，实物图如下图所示， ?...小豆芽比较关心的是聚合物波导的可靠性问题，IBM研究人员在温度从-40℃到85℃范围内验证了该耦合方案，没有发现应力带来的影响。 3.
在近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）发射的半导体聚合物纳米粒（SPN）是用于哺乳动物深层组织光学成像的有前途的材料，但是亮度仍不能令人满意。...与平面聚合物pNIR-1和扭曲聚合物pNIR-2相比，所得的具有扭曲和平面结构的pNIR-4均显示出改善的φPL和吸收。...所得的具有平面加扭曲结构的聚合物pNIR-4在709nm处显示出2.24％的φPL和5.73×103L mol-1cm-1的ε。...具有平面结构的聚合物pNIR-1在870nm下显示〜0的φPL和7.17×103L mol-1cm-1的ε。...具有扭曲结构的聚合物pNIR-2在870nm处的φPL为〜3.2，ε为3.26〜103L mol-1cm-1。
该研究进一步利用这些环形胶体作为框架控制液体环（聚合物溶液）的收缩不稳定性。...科研人员设计路线在环形框架的表面引入聚合物溶液，形成环形的液体壳，通过控制条件抑制Plateau–Rayleigh不稳定性，使这些液体环不会断裂成小液滴，仅能自发收缩，这样的收缩通常导致球形液滴的出现，...然而在环形框架的导向下，液体环能收缩成可控的非球形，最终诱导聚合物圆盘的形成（如图）。...利用该策略制备的聚合物圆盘形状参数可调，该方法不依赖于特定的聚合物、溶剂或者框架，具有很好的扩展性，为聚合物胶体圆盘合成提供了有效的普适性方法。...聚合物胶体圆盘合成的示意图 （来源：JACS） 相关研究成果发表在Journal of the American Chemical Society（DOI: 10.1021/jacs.0c08627
【新智元导读】斯坦福大学研究人员制备出一种可用于制作晶体管的弹性聚合物，这种聚合物在受损后能自我愈合。...但作为高性能半导体聚合物，一般需要高度结晶而且很硬，因此容易碎裂。 研究人员用两种方法克服了这些难题。他们一开始使用含有二酮吡咯并吡咯（DPP）单元的聚合物——DPP 中大量的碳键使其很硬、很多结晶。...接着，在不改变聚合物整体导电性能的前提下，替换掉 5%~10% 的DPP，减少碳键的数量，让材料变得更软。然后，研究人员再往其中加入另外一种更软、很容易形成氢键的弹性聚合物。由此得到了一种全新的材料。...论文作者在文章中提到，这些聚合物制作的膜响会由于严重伸长而破裂，但是通过一定的热处理（使用溶剂蒸汽加热一定时间），材料上的裂缝就能够自我愈合，而且愈合后的聚合物几乎完全恢复了当初的导电性能。 ?...本文将介绍一个伸缩性半导体聚合物的设计原理，包括引入化学成分，提高共轭聚合物的动态非共价交联性。这些非共价交联的部分在交联完成后，会经过能量损耗机制的过程，同时保持自身的高电荷传输能力。
溶液中的聚合物的行为可以用简单的热力学模型来描述，这些模型可以解释凝集体及其组分的行为。弗洛里-休金斯理论描述了溶剂中聚合物的混合自由能，并且在解释这些行为方面很有用。...在浓度和亲和力的阈值，聚合物之间的净吸引力会使其相分离成富含聚合物和缺乏聚合物的相。...改变聚合物的结构或组成、聚合物之间的亲和力以及环境条件，都会改变凝集体形成的点；因此，轻微的扰动可能导致相分离系统中的基本变化。...当聚合物的浓度和相互作用强度达到一个阈值时，有利于聚集的相互作用就会胜过相反的力量，从而形成凝聚物。...凝聚物可以局部化到细胞中的特定位置，例如，由与DNA序列或膜相互作用的组分锚定。凝聚物调节可以通过修饰组分的浓度或亲和力，以及通过它们的选择性分配来实现。
大分子是细胞的主要成分 许多生物分子都是大分子，是分子量在5000以上的聚合物，由相对简单的前体组装而成。较短的聚合物称为低聚物。...蛋白质可能是所有生物分子中用途最广泛的；它们的许多功能的目录会很长。...核酸（nucleic acids），DNA和RNA，是核苷酸的聚合物。它们储存和传递遗传信息，一些RNA分子在超分子复合物中具有结构和催化作用。...多糖（polysaccharides）是葡萄糖等单糖的聚合物，具有三大功能：作为能量丰富的燃料储备，作为细胞壁的刚性结构成分（在植物和细菌中），以及作为细胞外识别元件，与其他细胞上的蛋白质结合。...附着在细胞表面蛋白质或脂质上的较短的糖聚合物（低聚糖）充当特定的细胞信号。一个细胞的糖基（glycome）是其全部含碳水化合物分子的补体。
虽然现在人们提出具有细胞内靶向的蛋白质有着更好的治疗结果，但由于缺乏有效的细胞溶质的蛋白递送策略，细胞内蛋白质疗法的成功受到很大限制。...一个较为成熟的策略是使用纳米载体，如脂质体、聚合物囊泡、纳米胶囊，纳米乳液、介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）等将蛋白质药物装载在内水腔或孔道内。...虽然这些化学修饰的部分可通过细胞内的刺激因素去除，但常常影响蛋白质的生物活性。此外，也出现了聚合物介导的蛋白质的胞质递送。...利用聚合物和蛋白质之间的氢键、疏水作用、金属配位作用、氮硼酸酯（N-B）配位作用等自组装形成稳定的NC。因此，各种聚合物，如富含胍的聚合物，富含硼酸的聚合物等已被设计用于胞质蛋白递送。...因此在癌细胞的细胞质中，骨架接枝的PBA被过量产生的H2O2氧化，引发聚合物快速降解并释放生物活性蛋白。
其实，“人造肌肉”可以作为软体机器人的驱动材料，它的性能主要取决于所使用的智能材料。...该项研究的突破，可以归功于研发团队进一步降低了 DEA 每一层弹性聚合物（Elastomer） 的厚度。...研究人员表示，从材料角度出发，降低电压就是要在减小每层弹性聚合物厚度的同时，增加相应的层数。 虽然想法听起来很容易，但是具体实践却困难重重。...比如，层数增加会使得烘烤聚合物的时间增长，驱动器的整体制作时间也成倍增长，不利于进一步减小厚度；而且，随着厚度的减小，弹性聚合物中的气泡很容易在通电测试的过程中被击穿，从而导致驱动器整体性能的下降。...针对以上这些问题，该团队进行了反复的测试，比如在每层弹性聚合物旋涂后立即抽真空来大幅减少气泡，以及多次放入烤箱等具体加工工艺细节。最终在不断的探索的过程中，找到了更加稳定的解决方法。
科学问题 在人体细胞中，2米长的DNA通过与组蛋白和其他蛋白质的组装，在细胞核中形成染色质结构、百万碱基的三维区域和染色体，这些结构决定了我们基因组的活动和遗传特性。...长期以来的教科书模型认为，11纳米的DNA-核心核小体聚合物首先组装成30纳米的纤维，进一步折叠成120纳米的染色体线状结构，然后形成300到700纳米的染色单体，最终形成有丝分裂染色体。...根据这个模型，沉默的异染色质通常被描述为30纳米和120纳米的纤维。这种分层折叠模型基于纯化DNA和核小体形成的体外结构，以及在去除其他组分后观察到的经渗透处理的细胞中的染色质纤维。...这种技术利用一种与DNA结合的荧光染料，激发后催化二氨基苯胺聚合物在表面沉积，使染色质能够在电子显微镜中与OsO4一起被可视化。...染色质聚合物的总体主结构在有丝分裂染色体中并不改变，这有助于解释染色质凝缩的快速动态过程，以及表观遗传相互作用和结构如何通过细胞分裂进行遗传。
凝胶的物质属性取决于分子间交联的寿命、交联的程度和模式 （交联存在越久越倾向于固体，译者注）。缔合聚合物可形成物理凝胶，水溶性聚合物形成水凝胶。 2....这是一种物理过程，过饱和的组分溶液自发分离成密相和稀相两部分，然后稳定共存。P颗粒的类液体性质从它们的圆形外观（使表面张力最小化的结果）、可变形性（熔合和裂变事件）及组分的动态交换等特征中显现出来的。...蛋白质和RNA液相并不是均匀粘性的球形颗粒，它们更应被描述为缔合聚合物，并且由这种体系形成的液体具有独特的结构，这些结构由物理交联形成，从而具备一整套材料特性，包括空间组织液滴的可能性，其中一种聚合物润湿另一种聚合物...实际上，两种类型转变的物理特征协同作用共同促成了无膜细胞器的形成，即更熟知的生物分子缩合物的形成。 多价蛋白质是属于缔合聚合物的一类聚合物，它们可以通过相位分离或不经相位分离实现凝胶化。...首先，通过相位分离浓缩细胞骨架组分促进它们成核变为丝状物，并且类似地，剪接也是通过mRNA上的剪接因子的多价组装来控制的。
在每一次“热身”后，膨胀的聚合物材料都可以推动机器人前行一步，完全不需要任何马达或电池来驱动。 说到机器人的时候，我们通常会联想到包括电机、电池等在内的电子元器件。...但是加州理工和苏黎世联邦理工学院的工程师们，却提出了一种无须马达和供电的游泳机器人。其特点是采用了热变形材料，能够利用温度的变化来改变形状，从而实现划水。...当冷却的时候，这种材料会自然卷曲。当变暖时，它又会伸直。 当受热的时候，这些可对光和热作出不同反应的自愈、变形智能材料，会让它们的身体伸展开来。...得益于一种温度敏感的聚合物，新发明也可以受到热量的驱动。 研究团队用打造了几种带状的聚合物材料，并演示了它们在不同温度下的反应。 如果将之用于机器人，还可以和桨片连接起来。...在每一次“热身”后，膨胀的聚合物材料都可以推动机器人前行一步，完全不需要任何马达或电池来驱动。
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