厲害了word骨膜

材料牛注：我們的骨骼每天都在不斷地運動，承受著很大強度的沖擊，是一種特殊的材料賦予了骨骼如此優異的力學性能，那就是骨膜，它具有非常好的彈性和特殊的智能應力-應變性能。目前，澳大利亞新南威爾士大學的科學家們實現了對骨膜的首次模擬，通過提花織布機編織了一系列智能織物，其可能的應用范圍涵蓋了幾乎所有領域，該研究團隊已經申請了多國專利。不得不說，這是一項很厲害的技術。

骨膜是覆蓋在大多數骨骼表面的一種軟組織薄膜，是由膠原蛋白、彈性蛋白和其他結構蛋白組成的一種復雜的物質。它是一種優異的彈性材料，賦予了骨骼抵御高強度沖擊的能力。現在，第一次有研究人員模仿它的性能，制備了一種“智能”織物，可以作為研究那些應用于如安全、交通、醫藥等各個領域的先進功能材料的基礎。

澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）的生物醫學工程師們在Melissa Knothe Tate教授的領導下，首先繪制了骨膜復雜的組織結構圖，接著在電腦上將其3D可視化，并使用最先進的電腦提花織布機將該組織的關鍵組分放大，構建了概念論證原型。

由于膠原蛋白和彈性蛋白的纖維太小，無法用織布機進行編織，該研究團隊用彈性材料模擬彈性蛋白，用絲綢模擬膠原蛋白，從而將它們進行了“放大”。然后模擬骨膜的斜紋編織圖案，采用“彈性蛋白”和“膠原蛋白”的特定的組合紡織了一系列樣品原型。測試結果表明，這些樣本具有和骨膜相近的力學性能。

“我們得到了一系列具有骨膜的智能應力-應變性能的紡織樣本原型，”Knothe Tate教授說道，“同時我們也驗證了使用這項技術進行其他纖維紡織的可行性。”

研究人員表示，隨著概念驗證的成功，他們現在準備生產可以用在各個領域的織物原型，從可以抵御高壓的防護服，到用于深靜脈血栓的“智能”壓縮繃帶。一家輪胎制造商還提議利用鈦的織物制備更薄、更強、更安全的新一代鋼帶子午線。

但是，該研究團隊真正關注的還是這項技術在醫學領域的應用，目前他們正在申請澳大利亞、美國和歐洲的專利。“我們更長遠的目標是在實驗室里編織出生物組織——也就是人體組織——用于替換和修復人體受損的關節，以期達到骨膜的生物學性能、構建作用和機械性能。”該研究的第一作者和生物醫學工程博士Joanna Ng說道。

在澳大利亞國家衛生和醫學研究委員會（NHMRC）的發展基金的資助下，該團隊在未來三年內將會繼續他們的研究，并與克利夫蘭醫療中心以及悉尼大學的Tony Weiss教授合作，致力于用于臨床前研究的骨植入物的發展和商業化。

原文鏈接：Bone membrane inspires fabric with smart stress-strain properties.

文獻鏈接：Scale-up of nature’s tissue weaving algorithms to engineer advanced functional materials.

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，黃亞編譯，點我加入材料人編輯部。

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