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關注創建者:lyp0723 創建時間:2020-12-30

麥吉爾的實例教程
【經典回顧】
2020年Nature/Science氣凝膠回顧展:世界上最輕的固體材料
麥吉爾大學李劍宇《Science Advances》受生物啟發的堅硬凝膠護套,可實現強大而多功能的表面功能化
麥吉爾大學李劍宇《ACS Macro Letters》堅韌/高粘/水凝膠斷裂特性的尺度行為
該工作的共同第一作者是麥吉爾大學機械系博士生Sareh Taheri和鮑光宇,共同通訊作者是麥吉爾大學博士生鮑光宇、加拿大研究講席教授李劍宇、以及Luc Mongeau教授。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1002/advs.202102627
李劍宇教授團隊致力于新型生物材料設計開發和機理研究,目前的研究方向包括軟物質力學、生物粘合劑、再生醫學、止血材料、手術器械和智能設備開發。
相關前期工作包括:
首次實現生物打印細胞大小孔徑且粘彈性可正交調節的水凝膠細胞支架:Guangyu Bao, et al. Triggered micropore-forming bioprinting of porous viscoelastic hydrogels, Materials Horizons, 2020
具備優異的化學穩定性、離子相容性、廣譜粘接性的多功能高韌性水凝膠離子器件:Guangyu Bao, et al. Ionotronic tough adhesives with intrinsic multifunctionality, ACS Applied Materials & Interfaces, 2021
多材料生物打印:Hossein Ravanbakhsh, Vahid Karamzadeh, Guangyu Bao, et al. Emerging technologies in multi‐material bioprinting. Advanced Materials, 2021
組織粘附劑的設計和應用:Zhenwei Ma, et al.
展開 受腱肌腱鞘的啟發,最近,
麥吉爾大學
李劍宇助理教授
團隊
在《
Science
Advances
》上發表了題為
Bioinspired tough gel sheath for robust and versatile surface functionalization
的論文,團隊報告了一種多功能策略,可對基于纖維的設備(例如縫合線)進行功能化。這種策略
將手術縫合線,堅硬的凝膠護套和各種功能材料無縫地結合在一起。強大的界面附著力(
> 2000 J m
-2
)表現出強大的改性能力。
與組織連接時,縫合線的表面剛度,摩擦力和阻力可以顯著降低,而不會影響拉伸強度。然后介紹了用于預防感染,傷口監測,藥物輸送和近紅外成像的多功能縫合
線。該平臺技術適用于其他基于纖維的設備,預計會影響從傷口處理到智能紡織品的廣泛技術領域。
【主圖導讀】
圖
1 TGS縫合線的生物啟發設計。
(
A)肌腱和(B)TGS縫合線的結構和材料設計示意圖。(C)TGS縫合線和(D)縫合線-鞘界面的放大電子掃描圖像。比例尺100(C)和25μm(D)。(E)TGS縫線的明場圖像。比例尺,500μm。(F)使用TGS縫線在豬皮膚上連續縫合。比例尺,1厘米。
圖
2 TGS和縫合線的牢固附著力。
從用聚乳酸
910縫合線和不同水凝膠形成的凝膠護套縫合線的拉出試驗[插入(A)]中測量的代表性力-位移曲線(A)和粘附能(B)。(C)附著力與NaOH處理時間的關系。(D)歸一化粘附能(Γ/Γ
0
)的FEM結果,該能量隨鞘厚度和縫合線半徑之比(r
g
/r
s
)的變化而變化。
展開 最近
,
麥吉爾大學
李劍宇課題組
研究了
堅硬的粘合水凝膠的內聚力和粘合能如何隨著溶脹過程而演化
。結果表明,
這兩個量的相似定標律(
?
v
)是聚合物分數(
?
)的函數。
團隊
的定標分析和計算研究表明,這是由于剪切模量的定標引起的。該研究將促進對水凝膠斷裂的結垢的研究,并為下一代強韌粘合水凝膠提供開發指導。
相關論文以題為
Scaling Behavior of Fracture Properties of Tough Adhesive Hydrogels
發表在《
A
CS Macro Letters
》上。
【主圖導讀】
圖
1.聚合物含量不同的組織粘附水凝膠的斷裂測量結果。
(a)將制得的藻酸鹽/PAAm水凝膠在PBS溶液中浸泡不同的時間,然后用脫乙酰殼多糖和偶聯劑活化,在壓縮下與組織形成粘附。(b–d)用撕裂試驗測量內聚能。(b)將厚度為t的樣品以恒定速度垂直拉出。(c)水凝膠每厚度的撕裂力與延伸率和聚合物分數的關系。(d)內聚能與聚合物分數的關系。(e–g)用180度剝離測試測量粘合力。(f)每寬度的剝離力是延伸率和聚合物分數的函數。(g)粘合能與聚合物分數的關系。
圖
2.機械性能和聚合物分數之間的比例關系。
(a)在布朗模型中,裝卸循環的拉伸應力-應變曲線分為4個部分。插入的圖:(i)雙網絡水凝膠的結構示意圖。(ii)純剪切配置。(b)對數-對數圖,說明了內聚能和粘附能以及剪切模量與聚合物分數的關系。
圖
3.粘附能和內聚能之間的關系。
(a)粘合能約為粘合能的四分之一。(b)在穩態裂紋擴展過程中,純剪切試樣的參考配置中的整體裂紋和界面裂紋附近區域的損壞。
展開 【成果簡介】
近日,加拿大麥吉爾大學的Mohammad Mirkhalaf(第一作者)在Francois Barthelat教授的指導下,在國際頂級綜合性期刊PANS上面發表了文章:Simultaneous improvements of strength and toughness in topologically interlocked ceramics。拓撲互鎖材料(TIM)是一種新興的建筑材料,主要基于剛控制的幾何形狀的剛性構件,可以滑動,旋轉或互鎖,共同提供豐富的可調機構,精確的結構特性和功能。TIM的抗沖擊性通常是其整體形式的10倍,但這種改進通常以犧牲強度為代價。Francois Barthelat教授團隊使用3D打印和復制鑄造來探索基于柏拉圖形狀及其截斷版本的15種建筑陶瓷面板設計。 本文在準靜態和沖擊條件下測試了面板,通過立體成像,圖像相關和三維重建來監控各個塊的位移和旋轉。本文報告了一個基于八面體塊的設計,它不僅比相同材料的整體板材更堅韌(50×)而且也更強(1.2×)。研究結果表明,TIM的強度和韌性沒有上限,它們作為結構和多功能材料具有巨大的潛力。基于本文的實驗,Francois Barthelat教授團隊提出了一個無量綱的“互鎖參數”,可以為研究人員探索未來的架構系統提供指導。
【圖文導讀】
圖1.建筑板的制造步驟。
展開 
麥吉爾的最新內容
創始人之一孔曉驊擁有加拿大麥吉爾大學博士學位和清華大學學士學位
曾在思科和高通任職,擁有15余年的混模電路設計和帶隊經驗。
公司創始人履歷光鮮,擁有清華學士,加拿大麥吉爾大學博士學位,在高通帶領全球上百人規模的設計團隊。
看到這樣的履歷,有沒有看著眼熟?正是這樣的履歷,在芯片創業熱潮中非常受到資本的吹捧。
名牌大學學歷,海外大廠帶隊經歷都是融資良好的背書,團隊中是很多是大公司背景,高學歷的人才,這些就是投資人最喜歡的夢幻團隊。
該工作的共同第一作者是麥吉爾大學機械系博士生Sareh Taheri和鮑光宇,共同通訊作者是麥吉爾大學博士生鮑光宇、加拿大研究講席教授李劍宇、以及Luc Mongeau教授。
水凝膠生物機械傳感器
圖7 水凝膠溫度傳感器
圖8 水凝膠生物化學傳感器
圖9 水凝膠多模態傳感器
圖10 基于離子凝膠的軟體機器人
論文第一作者應斌斌博士曾在麥吉爾大學和多倫多大學聯合培養
其他合作作者包括麥吉爾大學助理教授李劍宇。該研究受到了加拿大自然科學和工程研究理事會和加拿大創新基金會的資助。
論文鏈接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104665
最近
,
阿爾伯塔大學
曾宏波院士
,與
麥吉爾大學
Matthew J. Harrington
教授
團隊合作共同
利用
重組多巴功能化貽貝蛋白 (rMfp-1-DOPA) 使用納米力學和光譜方法研究釩基交聯的影響。
團隊
發現與 DOPA-Fe 相比,DOPA-V 交聯可以將蛋白質網絡的內聚力增強近兩倍。
【經典回顧】
2020年Nature/Science氣凝膠回顧展:世界上最輕的固體材料
麥吉爾大學李劍宇《Science Advances》受生物啟發的堅硬凝膠護套,可實現強大而多功能的表面功能化
麥吉爾大學李劍宇《ACS Macro Letters》堅韌/高粘/水凝膠斷裂特性的尺度行為
最近
,
麥吉爾大學
李劍宇課題組
研究了
堅硬的粘合水凝膠的內聚力和粘合能如何隨著溶脹過程而演化
。結果表明,
這兩個量的相似定標律(
?
v
)是聚合物分數(
?
)的函數。
團隊
的定標分析和計算研究表明,這是由于剪切模量的定標引起的。該研究將促進對水凝膠斷裂的結垢的研究,并為下一代強韌粘合水凝膠提供開發指導。
其分別于北京航空航天大學材料科學與工程系獲學士學位,加拿大麥吉爾大學材料工程系獲碩士學位,瑞士蘇黎世聯邦理工學院材料系獲博士學位,獲JSPS資助到日本京都大學機械系訪問半年,于美國麻省理工學院機械系博士后出站。
目前,鄒宇教授在加拿大多倫多大學材料科學與工程系帶領的 “極端力學與增材制造課題組”研究和探索具有超常力學性能的材料以及材料在極端條件下的力學行為和加工制造。
受腱肌腱鞘的啟發,最近,
麥吉爾大學
李劍宇助理教授
團隊
在《
Science
Advances
》上發表了題為
Bioinspired tough gel sheath for robust and versatile surface functionalization
的論文,團隊報告了一種多功能策略,可對基于纖維的設備(例如縫合線)進行功能化。