碳点注入3D打印杀菌、抗氧化水凝胶用于荧光触觉传感器

将纳米粒子整合成宏观材料是材料科学和纳米技术领域的重要目标，其目的是利用协同相互作用和单个纳米颗粒的光学、电学和机械特性的突发现象创造新材料。使用生物相容性纳米杂交体是一种创新和有前途的方法，可以创建具有独特功能、强适应性和智能的软机器人和设备。然而，这些设计都缺乏产生光线的能力，使得在黑暗环境中通过视觉感知变形或力量具有高度挑战性。

头足类动物通过弹性皮肤和动态颜色调节器官来进行视觉交流和伪装。受这些自然机制的启发，加拿大麦克马斯特大学Amin Reza Rajabzadeh、Seshasai Srinivasan和滑铁卢大学Xiaowu (Shirley) Tang提出了一种用于变形诱导照明和光通信的荧光生物材料，在受到微弱拉伸变形时表现出即时的信号变化。   

本文要点：
（1）以苯扎氯铵和壳聚糖为前体，用简单的水热法合成碳点（CDs）；并研究了CDs的形貌、结构和光学性质。
（2）优化生物墨水用于水凝胶3D打印过程，然后将不同浓度CDs注入水凝胶基质中。
（3）演示软纳米混合机械光学系统的潜在用例，包括可视化机械变形诱导的照明和在黑暗中的光通信。
（4）利用软纳米混合水凝胶进行pH传感，可用于监测伤口pH波动。
（5）检测荧光水凝胶的非细胞毒性及其预防感染和根除革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的能力。

综上，将荧光CDs与工程软材料结合，将导致在体内成像和光学传感领域发展更智能的应用。   

文章来源：
https://doi.org/10.1002/adma.202409819