北京
这些液滴网络的科学术语叫JIBEs（堵塞互连双层乳液）。
如果一掬清水、一滴油和一台标准实验室离心机，就藏着培育人体器官、回收珍贵电池金属和构建类脑计算机的秘诀，会怎样？
这听起来像炼金术。但得克萨斯大学奥斯汀分校的工程师已将这一精确配方转化为一种3D打印材料，能再现生物组织的选择性过滤能力。
这些液滴网络的科学术语是JIBEs（堵塞互连双层乳液）。该材料充当一种选择性渗透膜。
为突破标准制造在速度和可扩展性上的限制，研究人员开发了一种快速、可扩展的方法，能在短短几分钟内构建出大型类组织材料。
通过简单的混合与离心技术，他们将数十亿个微米级水滴紧密挤在一起。这些水滴由相互连接的薄膜隔开，从而在更大尺度上模拟了人体组织的细胞排列。
离心科学
这项创新跨越了一个困扰材料科学家十多年的障碍：尺度。
此前，科学家可以在微观层面制作精密的类组织结构。但要将这些微滴放大为可用的宏观材料，过程极其缓慢且极不稳定。
得克萨斯大学奥斯汀分校的博士生研究员艾达·菲卡在一次学术会议上将不同想法融会贯通，实现了突破。她的团队将两种溶解度不同的油混合，形成微小的水滴，然后在离心机中强力压紧，短短几分钟便生成了由数十亿液滴组成的致密互连网络。
每个液滴仍被超薄膜包裹，完美模拟了活细胞聚集形成工作器官的方式。
“组织能够分离并输运离子和分子；我们的肾脏或肠道就是这样工作的，只吸收需要的东西，剩下的则拒之门外。”科克雷尔工程学院法里博兹·马西赫土木、建筑与环境工程系及麦凯塔化学工程系教授马尼什·库马尔说。
改变多个行业的材料
由于这种材料易于由生物相容性物质打印而成，其潜在用途覆盖不同行业。
这种生物材料在医学、机器人、计算和环境科学中充当适应性平台。在医疗保健和软体机器人领域，其柔韧的类组织结构可用于精确培育人体器官移植物，并让精细的外科或救援机器人安全地在环境中行动。
此外，嵌入特殊蛋白质可使材料传导离子电流，为类脑神经计算奠定基础。同时，定制化的变体可作为选择性膜，从工业废水中提取锂等宝贵资源，并过滤掉铵等污染物。
“这项技术现在提供了一种简单、可扩展的工艺，应用场景无尽，且仅需基础设备，任何实验室都能实施。”菲卡说。
或许最令人惊讶的是，制造过程无需专门的无尘室或极其昂贵的激光设备。
与美国能源部ARPA-E合作，该团队正将这项技术用于回收锂及其他稀土元素。
菲卡和库马尔已为该技术申请专利，为世界各地实验室测试、调整和打印未来的合成组织扫清了道路。
该研究成果发表于《自然·材料》期刊。
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