合成生物学|你见过快速自愈的活体材料吗？( 二 )

LAMBA材料具备的超强自修复能力以及智能编程能力启发研究团队进一步探究其在可穿戴设备和生物传感器上的应用。
可穿戴设备能通过检测人体基本生理信号达到日常健康检测、辅助康复治疗等效果，良好的拉伸性能和导电性能是其正常运行的前提。经测验，即使经过反复循环拉伸， LAMBA材料的导电性能依然能维持稳定。且遭破坏后， LAMBA材料可在短时间内快速修复至原有性能。
人体的神经肌肉活动均伴随着电生理信号的产生，电生理传感器可用于不同频率神经肌肉电生理信号的捕捉。对肌肉电信号的准确获取，一方面可以用于评估肌肉的健康状态，另一方面也可以用于计算评估人体瞬时的动作意图，进而去控制外部设备，如假肢和外骨骼等。实验结果显示，柔性LAMBA电生理传感器可以准确捕捉到肌肉电信号，并且相比于相同方法制备的单菌或金薄膜传感器显示了更好的信噪比。
另一方面，作为柔性材料， LAMBA在应变传感器的制备中也具有显著优势，与金薄膜制成的传感器相比，柔性LAMBA应变传感器能更加均匀地反应形变程度。
BT与IT在合成生物学里“碰撞”出无限的可能
IT技术与BT技术是影响人类未来发展的两大技术，一直以来科学界与产业界对两个领域相互融合、交叉研究的呼声高涨。未来，这种创新的“BT+IT”协同制造模式必将带来一次大的技术革新。
该科研团队认为，这种材料在诸多领域都有着极大的应用前景。 “试想一下，未来如果将LAMBA材料用在特种军服或军用可穿戴设备上，那么单兵作战的能力将会得到大幅增强。另外，生物活体材料强大的可编程能力，赋予战衣更多样的功能将成为可能，使士兵能够更加从容地应对战场上各种复杂的环境与地形。 ”通讯作者刘志远在谈及应用场景时表示。
“我们希望通过该研究建立一种活体材料组装的新方法，在活体生物可编程的基础上，通过引入高分子物理及化学合成中的理论赋予微生物新的特性，使组装的材料具有快速自愈合的特性，并初步尝试了IT与BT的融合，我们也在推进其他相关的各项有趣研究，期待并相信合成生物可以带来无限可能。 ”通讯作者戴卓君表示。
中国科学院院士、上海交通大学教授樊春海表示，这个工作在活体材料的设计与编辑中跨出了一大步。尤其是将高分子物理及化学中利用动态非共价键介导的快速自愈合这一创新的设计思路来武装细菌，将在高分子学科中积累的经典体系跨学科地引入合成生物学，这也提示我们在未来的活体材料设计中可以学习和借鉴其他材料科学的优秀体系。
【合成生物学|你见过快速自愈的活体材料吗？】中国科学院院士、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所首席科学家赵国屏表示该成果聚焦在活体功能材料领域，挑战了活体材料分钟内自愈这个单纯依靠细胞分裂无法实现的难题。解决这个问题的灵感来源于动态非共价键形成快速自愈合的理论，利用细菌表面安装可粘合的抗原-抗体的性质，开发了一种可快速组装自愈的功能材料，实现了全新的可编程材料模式。尤其值得一提的是，该工作进一步将活体材料与多种可穿戴器件组装在一起，如肌肉电信号传感器以及应变传感器，突破了生命体与非生命器件的界限，拓展了活体材料的构建框架和应用领域，这是化学生物学及生物技术与材料科学和工程科学学科交叉“会聚”研究的一个范例。