杜伦大学
修复表面涂层的图形表示和显微镜图像，以绿色显示修复区域
信用:保罗·麦克戈尼格尔化学博士 根据一项新的研究，当人工关节植入物因磨损而受损时，含糖聚合物涂层有朝一日可能有助于修复人工关节植入物，如髋关节置换
一个由化学家和工程师组成的国际团队，包括英国的杜伦大学和约克大学，以及中国的清华大学，已经开发出一种可以轻松修复低摩擦表面的技术
该团队从软骨润滑人体关节的方式中获得灵感，发现糖环可以帮助聚合物附着在表面并修复损伤
他们在《化学》杂志上发表了他们的发现，称他们的发现最终可以用于医疗植入物，以延长人工关节的寿命
他们希望这种涂层最终也能用于减少机械系统中摩擦造成的能量浪费，从而提高效率
虽然软骨受损后可以被人体修复，但人工表面通常不那么容易修复
研究小组发现，如果他们创造的聚合物涂层在使用过程中从表面摩擦，那么其结构中的糖环就可以很容易地重新附着
研究小组创造的涂层模仿了软骨润滑人体关节的方式
软骨利用水形成光滑的表面，最大限度地减少磨损
同样，新的涂层会在表面形成一层水，使其变滑，并在表面受到撞击或摩擦时起到保护作用
资深作者博士
英国杜伦大学化学系副教授保罗·麦克戈尼格尔说:“我们的含糖涂层为我们修补低摩擦表面的损伤提供了一种吸引人的新方法
“由于软骨不断被修复和替换，我们身体中的髋关节和膝关节经得起几十年的磨损
我们已经制造出类似的材料，但与人工关节兼容
“我们涂层的成分是生物相容的，这使得它们在医学上的应用前景令人兴奋
“我们还可以设想开发一系列可以在非常不同的环境中工作的材料
避免和修复摩擦造成的损坏同样重要，以确保汽车和其他机械能够长期使用
" 聚合物涂层有两个主要部分
首先，它有一个带正负电荷的长分子链，可以抓住水层——利用类似静电的效应
其次，糖环附着在链的一端
这个环通过与称为金刚烷的特定分子对接，将自己固定在表面
通过用这些金刚烷结构处理钛金属，研究人员表明聚合物涂层被吸引到表面
形成的薄弱的、非永久性的环节是修复过程的关键
合著者博士
孙玉龙，博士研究人员
麦克戈尼格尔在达勒姆大学的实验室花时间研究低摩擦表面
D
清华大学机械工程系研究生王奕心和张洪宇教授
博士；医生
孙说:“修复机制是制造持久材料的关键
“大自然的低摩擦材料在受损时会再生，但直到现在，我们还没有很好的人工系统修复机制
为了应对这一挑战，我们需要化学家和工程师合作设计先进的涂层技术
" 研究人员补充说，目前这种类型的修复需要更多的聚合物涂层溶解在表面周围的水中，但他们认为，直到涂层得到改善，以避免这种额外材料的需要，这不会太久
研究合著者博士
约克大学多萝西·霍奇金研究所研究员艾丽莎·詹妮弗·阿韦斯特罗说:“这是一种动态的选择性化学反应，看起来可能是消除机械磨损对关节和其他表面负面影响的有效方法。”
“如果我们的保护涂层被磨掉，它会再次恢复，而不需要我们的干预，这要归功于靶向分子识别
"
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