变形超材料可能会彻底改变我们治疗伤口的方式

康奈尔大学的研究人员无意中创造了一种奇怪的新型超材料，它像液态金属一样流动，但也能记住自己的形状。在有水的情况下，液态超材料会迅速恢复到其原始容器的形状——这一特性可能在治疗伤口和其他方面具有重要应用。

这种材料可以注入药物，然后塑形以完美贴合伤口内部。“当药物可以以液体形式流入腔体，然后贴合腔体形状并以固体（凝胶）形式留在那里时，它为药物输送提供了前所未有的机会，”研究员 Dan Luo 在一封电子邮件中说道。

这种材料实际上是一种水凝胶，即充满空隙的有机分子基质之一。它们是我们所知的最轻的材料之一。水凝胶被吹捧为许多前沿领域的下一个重大突破，包括药物输送方案，其中它们的额外空间用于容纳药物，随着水凝胶的溶解，药物会随时间释放。

康奈尔团队发明的水凝胶由合成 DNA 制成，即互补编码片段，它们可以拼接在一起形成完整的链，就像真实的生物创造物一样。通过以某种方式对它们进行编码，研究人员可以创造出不同的形状和结构，通过将合成 DNA 与催化自我复制的酶混合，康奈尔团队能够让这种材料自行延伸成长链，从而形成一束基于 DNA 的水凝胶。

水凝胶像液体一样流动，但研究小组发现，当将其放入水中时，它会恢复到最初形成时的容器形状，这是一种形状记忆，并非其预期设计的一部分。他们还不确定它是如何工作的。它可能是第一种具有“机械超特性”的有机超材料。

这本身就很有趣，但更诱人的是具有形状记忆功能的水凝胶的潜在应用，这种水凝胶可以根据需要触发。这种材料可以设计用于非常特殊的医疗条件，尤其是与 3D 成像技术相结合时。

“手术切除实体肿瘤后，一个关键挑战是杀死可能随后扩散的剩余癌细胞，”罗说。“顺应性凝胶流入腔体后将具有更多的接触面，同时停留在那里。这将导致更有效的药物持续释放。”

但这并不是唯一可能的应用。“除了药物输送，还可以设想在诊断、生物分离和加工等不同领域有更多应用，”罗说。“当人们考虑将其他材料与我们的 DNA 凝胶结合起来时，潜力将大大扩大。其他材料可以是金纳米颗粒、蛋白质等。”

这一切都很像 T-1000，但想起来却非常非常有趣。

康奈尔大学