Adelina 艾德琳

A chemical structures of compounds A-D used to-weave the crystalline patches by Dr. Panče Naumov, Material Scientist, NYU Abu Dhabi, USA

Panče Naumov教授和张红雨教授研究团队联合开发出首款柔性有机晶体的编织材料

Dr. Panče Naumov, Image credit: NYU Abu Dhabi Panče Naumov教授和张红雨教授研究团队联合开发出首款柔性有机晶体的编织材料 美国纽约大学阿布扎比分校智能工程材料中心及智能材料实验室的Panče Naumov教授和中国吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的张红雨教授及其研究团队在智慧材料领域又取得了令人瞩目的突破,他们开发出了首款完全由柔性有机晶体制成的编织材料。这项创新性的工作最近发表在《自然通讯》上,它将传统的一维晶体转化为坚固而灵活的二维结构。这种材料的强度比原始晶体高出15倍,而且在极低温度下也能保持其灵活性,在柔性电子和太空探索领域应用具有巨大的潜力。 A chemical structures of compounds A-D used to-weave the crystalline patches, Image credit: Dr. Panče Naumov 这项研究代表了对有机晶体的理解发生了重大转变,因为传统上人们认为有机晶体是硬而脆的材料。该团队采用了一种创新的方法,将晶体编织成各种纹理,如平纹、斜纹和缎纹,从而产生了一种轻便但机械强大、在广泛温度范围内都表现出热稳定性的织物。这些性能超越了许多传统聚合物和弹性体材料。此外,这种材料的光学透明度为光学计算开辟了新的可能性,研究人员成功地使用这些编织晶体进行简单的逻辑功能实现。 该团队创造性地将历史悠久的编织技术应用在了晶体上。将细长的晶体结构编织成二维织物显著增强了其机械稳定性和坚固性。虽然在可扩展性方面仍然存在挑战,尤其是在选择均匀尺寸的晶体进行编织方面,但未来的自动化可能会简化这一过程,增强这项技术的实际应用。不同编织模式(如平纹、斜纹和缎纹)的机械强度差异也揭示了基于编织方法的多样化应用潜力。这些编织有机晶体在柔性电子和太空探索等领域具有巨大的应用前景。它们对低温和机械冲击的抵抗力,以及编织结构内的协同作用增强,使其具有独到的应用有价值。这项工作是与中国吉林大学长期合作的一部分,在该合作中采用常见的化学方法,已经开发了多种荧光特性的多样化材料库,增强了它们在各种应用中的实用性。编织有机晶体技术的发展标志着材料科学领域的一个重要里程碑。它挑战了人们对晶体作为刚性和不灵活物质的传统看法,揭示了它们作为适应性强、柔韧材料的潜力。这一突破不仅拓宽了它们在柔性电子产品以及其他需要柔韧材料的应用领域的前景,而且预示着材料科学的一个新时代。在这个新时代,柔性与结构的完美融合为技术进步开辟了新的前沿,巩固了这些创新材料在未来科学和技术创新中的重要角色。 Naumov教授的研究重点是智能材料,他的实验室在众多著名出版物中发表了很多智能材料研究工作,包括智能晶体和与石油化学相关的材料。这些智能材料对外部刺激(如光、热和机械力)做出响应,具有独特的特性,如耐用性、自我修复和适应性。他对这些材料的研究兴趣源于它们能够转换能量。这些晶体的动态响应能力也得到了广泛的研究,它们对外部刺激的适应性是一个显著特点,突显了材料属性与基本物理原理之间的相互关系。这个研究不仅推动了我们对智能材料的理解,还强调了基本物理原理在现代科学研究中的重要性。 向Panče Naumov教授和张红雨教授团队表示感谢,他们的工作为这一领域的进展作出了重要贡献。

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Ramagrama Stupa by Stefano Boeri Architetti, City planner, Archecture firm, Italy

重构灵性与生态:博埃里建筑设计事务所 (Stefano Boeri Architetti) 为尼泊尔的拉玛格拉玛佛塔制定的变革性总体规划

Ramagrama Stupa, Image credit: Stefano Boeri Architetti 重构灵性与生态:博埃里建筑设计事务所 (Stefano Boeri Architetti) 为尼泊尔的拉玛格拉玛佛塔制定的变革性总体规划 坐落于尼泊尔帕拉西区(Parasi)贾哈里(Jharahi River)河畔的拉玛格拉玛佛塔(Ramagrama Stupa),是佛教世界中历史和精神性的灯塔。这个距离佛祖释迦牟尼的诞生地——蓝毗尼(Lumbini)东部50公里的神圣地点,正在经历一场变革性的复兴。著名的国际建筑和城市规划工作室博埃里建筑设计事务所(Stefano Boeri Architetti)公布了一项雄心勃勃的总体规划,旨在将祈祷、冥想和生态和谐在此圣地融为一体。 拉玛格拉玛佛塔(Ramagrama Stupa)是一座考古瑰宝,历史可追溯到佛教传统的最早时期,其特色是独特的绿色土丘,顶部有一棵雄伟的菩提树,树下安放著完整的佛陀舍利。这个遗址因其深刻的文化、历史和宗教意义而备受尊敬,现正在被重新构想为和平与生物多样性的纽带。 Ramagrama Stupa – External Stupa, Image credit: Stefano Boeri Architetti 在蓝毗尼举行的盛大仪式上,佛教僧侣、尼泊尔总理以及多国政要的见证下,博埃里建筑设计事务所展示了他们对拉玛格拉玛佛塔的愿景。这份总体规划是对“佛塔”的大胆诠释,旨在提升其作为考古奇迹和精神实践圣地的地位。 这个富有远见的项目核心是「和平草地」(Peace Meadow),这是一个专为冥想和聚会设计的广阔空间,包围着菩提树和佛塔。这个空间不仅仅是一个实体区域,而且是宁静和反思的体现。「和平草地」周围是生物多样性环形花园,它是生态意识和对自然崇敬的象征。这个花园是一个精心设计的斜坡,种植著70个不同品种的80,000株植物,这些植物经过精心挑选,代表了佛陀出生地德赖平原(Terai plain)的本地植物。 Ramagrama Stupa Biodiversity Ring Garden and Peace Meadow, Image credit: Stefano Boeri Architetti 博埃里建筑设计事务所的创办人博埃里(Stefano Boeri)在致词中强调了在这样一个具有重要精神意义的地点创造和平中心所面临的独特挑战和荣誉。设计尊重佛教经典中固有的丰富象征意义,提出生物多样性花园环作为佛教统一和多样性的见证。该计划预计将成为尼泊尔文化遗产的里程碑,以展示超越文化和国家界限的合作努力。 该项目尊重佛塔和菩提树的神圣性,保持适当的距离,以保护考古完整性并为未来的研究做好准备。设计包括一个渐进式的朝圣地方法,从四个象征不同方向的宏伟入口门开始,通往中心的山丘。通过入口门到山顶的旅程是精神朝圣的隐喻性表现,增强了佛塔的象征意义。 为了符合工作室将自然与建筑相协调的精神,总体规划中包括了「和平草地」,它被认为是一个沉思的开放空间。地面设计的灵感来自于曼陀罗,强化了该地点的精神和象征作用。生物多样性环形花园,其圆形的高架步道被树木遮荫,提供了对佛塔的全景视图,与周围的自然环境建立了深厚的联系。 该计划也向丹下健三(Kenzo Tange)的建筑遗产致敬,他于1978年为蓝毗尼博物馆制定了总体规划。新的祈祷和冥想中心将是可持续设计的体现,呼应了当地的建筑遗产并将环境影响降至最低。 Ramagrama Stupa –

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SnowyNight by Jialing Cai, Biologist, Ocean photographer, China

蔡佳灵(Jialing Cai):深入探索海洋生物学与水下摄影世界-专访2023年海洋摄影师年度大奖获奖者

Self portrait, Image credit: Jialing Cai 蔡佳灵(Jialing Cai):深入探索海洋生物学与水下摄影世界-专访2023年海洋摄影师年度大奖获奖者 在这次独家专访中,我们深入探讨了海洋生物学和水下摄影的迷人世界,对话的主角是2023年海洋摄影师年度大奖的获得者蔡佳灵(Jialing Cai)。佳灵,一位毕业于哥伦比亚大学,主修生态学、进化生物学和环境生物学的硕士,分享了她从学术研究到深海探险的独特旅程。她对海洋生物学和水下摄影的热情不仅显示了她与水下世界的深刻联系,而且还强调了海洋生物学中错综复杂且常被忽视的方面。 从讨论她意外地攻读硕士学位的经历,到黑水摄影的驚奇探险,这次访谈展现了科学探索与艺术表达的交融。佳灵的旅程体现了她对于探索和记录海洋未知奇观的深刻承诺,把她的学术背景转化成了一种神秘而美丽的海洋生命镜头,让我们所有人都能够欣赏到。 与我们一同深入了解蔡佳灵选择海洋生物学的背后灵感、她将摄影与科学研究相结合的过程、黑水摄影的刺激与挑战,以及她凭借一幅迷人的纸鹦鹉螺图像赢得2023年海洋摄影师年度大奖的故事。这次访谈不仅是关于捕捉未知之物的成就,更是关于理解和欣赏海浪之下生命的复杂织锦,以及个人成长和演变的过程。 Ghost, Image credit: Jialing Cai 教育背景:你能否分享一下你的学术经历,尤其是你为何选择在哥伦比亚大学攻读生态学、进化论和环境生物学硕士学位的决定?答:我今年5月在哥伦比亚大学完成了生态学、进化生物学和环境生物学(E3B)的硕士学位。这两年的研究生学习在智力上很有满足感,但最初我选择入学并非出于学术抱负,而是作为逃避我尚未准备好面对的现实。 作为本科生,我主修生物学,专注于海洋科学,并将水下摄影作为爱好。尽管我喜欢生物学,但我缺乏追求传统生物学相关工作的动力,比如在制药公司工作。2019年毕业后,我发现自己失业,但我不愿将此视为失败,仍对海洋生物学充满热情。唯一明确的道路似乎是将我的爱好变成职业。 我自信地(也许是天真地)设想了自己的职业生涯,成为一名自由水下摄影师,考虑了如出售照片打印品、获得赞助和开展工作坊等收入来源。计划制定后,我向家人寻求支持。他们既不懂生物学,也不懂摄影,却慷慨地资助了我最初的努力,包括相机装备、潜水设备和旅游费用。 我在2019年下半年专注于在中国的微博上建立社交媒体影响力,并撰写关于我遇到的海洋动物的科普帖子。将摄影与科学描述和个人观察相结合,证明对于科学传播非常有效,我在六个月内吸引了5万名粉丝。赞助商和主流媒体开始表现出兴趣,我觉得自己即将取得突破,但随后疫情爆发。被困在家中两年无法潜水,我面对了自己雄心的脆弱性和未来的不确定性。不愿面对竞争激烈的就业市场,我认为重返学校是我唯一的避难所。 尽管当时感到胆怯,但我对海洋生物学的热爱仍是我的核心身份。我选择哥伦比亚大学的E3B项目,作为我人生旅程上的一次绕道。最初不情愿的妥协转变为一次令人满意的经历。在两年内,我完成了鱼类学、鸟类学、哺乳动物学、爬行动物学、矿物学、昆虫学和植物学的课程。这段智力之旅与生命的进化之路平行。 作为一名经常在夜晚出海的浮游生物摄影师,我在黑暗深处发现了神秘和冒险。然而,我的学习让我更加欣赏陆地世界,从纽约市公园中的含羞草到我阳台上不起眼的树木。疫情减轻后,我毕业并恢复了水下摄影,对生命的相互连结和多样性有了新的看法。即使在陆地上,我也能从自然世界的简单元素中找到慰藉。 Fireworks, Image credit: Jialing Cai 海洋生物学背后的灵感: 是什么最初激发了你对海洋生物学的兴趣?这些年来这种热情是如何演变?答:在我人生的前18年里,我与海洋没有任何身体或精神上的联系。我在中国内陆城市重庆长大,我的父母并不特别喜欢户外活动,因此我成为一名水下摄影师的道路既是随机,也是自发。 在大学的海洋科学讲座中,我的教授讨论了一种被称为浮游动物的昼夜垂直迁移现象。本质上,浮游动物是一群微小的动物,它们在夜间从深水迁移到浅水区,黎明时再返回深海。它们在开阔海域每天都会进行数百甚至数千米的垂直迁移。 这个描述如闪电般击中了我。 我发现,要接触深海生物,并不必非得成为一位可以使用研究设施的深海生物学家,也不必拥有足够的财富去负担昂贵的潜水艇商业之旅。研究垂直迁移现象让我找到了一种更简单的方法:只需在夜晚时分待在海面上,等待这些生物自己上来找我。这听起来简直不可思议! 这个顿悟成为了我水下摄影背后的驱动力。我的目标是记录每晚上升到海洋表面的浮游动物,提供一种独特的深海探索方法。在我有机会深入深海之前,我计划在水面上漂浮,急切地等待这些深海来客,利用它们作为窗口窥探下面的深渊。 Immortal Jellyfish, Image credit: Jialing Cai 水下摄影与海洋生物学的结合: 你能否讨论一下你的水下摄影技巧如何补充你在海洋生物学方面的学术研究?答:我的硕士论文研究和我的摄影课程是截然不同的;前者着重于海底冰层的微观植物,而后者则着重于浮游动物。然而,我在海洋生物学方面的训练却是无价,它让我能够超越这些动物表面的形态和行为,深入探究它们的进化历史。在课堂上,这些生物不再仅仅是学习的对象,更成为具有审美吸引力的生命体。相反地,在潜水探险中,我不仅仅是观察活生生的动物;我还在见证自然界一个广阔、隐藏的叙事。我的海洋生物学学术背景和摄影技能相互丰富和推动,像DNA双螺旋的两股纤维一样交织在一起。 黑水摄影的魅力:你在黑水摄影中面临哪些挑战和兴奋,它如何提供关于海洋生物的独特视角?答:我对浮游动物的迷恋超出了它们与深海的联系。许多不同分类群的海洋动物在发育过程中都有一个浮游阶段,通常在进入成年栖息地之前涉及垂直迁移。因此,无论它们最终的生活环境如何——无论是珊瑚礁、深海海底还是潮间带——它们都以海洋幼虫的形式在公海中享有共同的早期生命阶段。这一事实使得黑水潜水类似于探索海洋广阔的苗圃。例如,当遇到通常生活在1000公尺以下、水深仅5公尺的幼年带鱼时,会令人震惊。即使是熟悉的海洋动物,其生命周期也笼罩在神秘之中。许多都经历了戏剧性的变形,幼虫的形态与成虫的形态截然不同,有时甚至看起来像是全新的物种。黑水摄影不仅加深了我与海洋的联系,也让我亲自观察并了解海洋物种复杂的生命周期。 SnowyNight, Image credit: Jialing Cai 拍摄纸鹦鹉螺 – 2023年海洋摄影师年度大奖: 你能分享这张获奖照背后的故事吗?答:这张摄影作品为我赢得了2023年海洋摄影师年度大奖,拍摄于2020年初,那时菲律宾塔尔火山刚刚爆发后不久的一次黑水潜水中。当时我遇到了一只雌性纸鹦鹉螺,这是一种属于阿尔戈鹦鹉螺科的章鱼,以其在公海的生活习性而闻名。雌性纸鹦鹉螺特别之处在于,它们演化出了一个用于产卵的壳。她当时正在乘坐一块漂浮木头的碎片在浑浊的海水中“搭便车”。我在拍摄这张照片时,水中的微小颗粒反射了我的手电筒光线,营造出一种耀眼迷人的效果,使人联想到飘落的雪花。在黑水摄影中,我们通常使用闪光灯在干净、黑暗的背景下凸显主体。但在这个案例中,我的闪光灯意外地照亮了相机和主体之间的空间,显现出周围所有的微粒。这些微粒不是表现了自然灾害后的混乱,而是为图像增添了一种宁静且近乎童话般的氛围,就像是在一个雪夜中所拍摄的场景。 在水下摄影,尤其是黑水摄影,我们经常寻找像外太空一样清澈的水域。我们往往忽略悬浮颗粒的重要性,例如沙粒、有机物和微生物,它们是海洋生态系的重要组成部分。这些颗粒通常会被忽略或被删除,但它们是海洋食物网的基础。如果海洋完全透明,它就无法支持如此丰富的生命多样性。这幅图像中的“雪花”提醒我们这些经常被忽视却至关重要的海洋元素。 你获奖作品中的影响因素:作为2023年海洋摄影师年度大奖得主,你那张纸鹦鹉螺的照获奖片,非常引人注目。你能分享一下日夜垂直迁移在这幅特定作品中扮演了什么角色吗?答:我的图片中的纸鹦鹉螺是公海中的活跃游泳者,不像受水流影响的浮游生物。它是典型的掠食者,以小型浮游动物为食。在白天,这些微小的浮游生物会退到深处,以躲避鱼和纸鹦鹉螺等视觉掠食者。然而到了晚上,景象却发生了巨大的变化。在黑暗的掩护下,浮游生物集体迁移到水面,将其变成一个活跃的狩猎区。纸鹦鹉螺和其他掠食者在这里搜寻水域,使其成为观察和摄影的理想时刻和地点。这种夜间活动很可能就是我能够捕捉到这只特别纸鹦鹉螺的原因。 火山爆发后,水变得异常混浊,充满了悬浮颗粒。在水下摄影,此类颗粒通常会引起反向散射,这是一个通常会避免的效果,因为它会使影像变得混乱并有损其美感。然而,我并没有试图消除反向散射,而是将其融入我的作品中。我的目的是利用反向散射来突出水中无所不在的沙粒、有机颗粒和其他小生物,从而增强照片的整体叙事性和深度。

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SnowyNight by Jialing Cai, Biologist, Ocean photographer, China

Jialing Cai: A Deep Dive into the World of Marine Biology and Underwater Photography – An Interview with the Ocean Photographer of the Year 2023

In this exclusive interview, we delve into the captivating world of marine biology and underwater photography with Jialing Cai, the esteemed Ocean Photographer of the Year 2023…

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Scientists have discovered the history of Ekgmowechashala, a 30-million-year-old primate from North America. Comparing it with similar species in China, they suggest it was a migratory species, shedding light on primate evolution and environmental impacts. The illustration depicts Ekgmowechashala, the last pre-human primate in North America, by Kristen Tietjen of the KU Biodiversity Institute and Natural History Museum.

艾克莫韦查夏拉(Ekgmowechashala)的迁徙:人类之前居住在北美的最后一种灵长类动物

Scientists have discovered the history of Ekgmowechashala, a 30-million-year-old primate from North America. Comparing it with similar species in China, they suggest it was a migratory species, shedding light on primate evolution and environmental impacts. The illustration depicts Ekgmowechashala, the last pre-human primate in North America, Image credit: Kristen Tietjen of the KU Biodiversity Institute

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Sachi Takagi by Kahori Maki, Multimedia Artist, Japan

創造/マルチディメンショナルアート

Self portrait 創造/マルチディメンショナルアート 活気に満ち多彩な現代メディアアートの分野で、日本のアーティスト牧かほりの活動が注目されています。彼女は大胆で鮮やかな色彩やストロークを駆使し、自然界の個性豊かな輝きと現代的なモチーフを融合させ、印象的な視覚表現を試みています。無機的な形に生命を吹き込み、エネルギーを注入し、観客に多層的な体験を提供します。その洗練された色彩と動きは、自然と幻想的なものとの深いつながりを美しく表現しており、観る者を独創的で驚きにあふれた幻想的な世界、ビジュアル・オデッセイへと誘います。まさに芸術の海を航海するナビゲーターです。 KANTERA – Entrance Art クリエイションの源と動機 牧の名前「かほり」は「香り」という意味を持っています。ゆえに彼女は花や植物に親しみを感じ、それらの有機的な輪郭や曲線、そして力強いエネルギーに魅了されると言います。さらに目に見える形を超えて自然には深い感情が宿っているという確信があり、その確信は作品にエスプリを与え、植物の感情豊かなエッセンスを単なる視覚的魅力にとどまらない、精神的かつ感情豊かな深みとして昇華させています。 Solo Exhibition/Hakoniwa ~secret garden~ アートのダイナミズム:動きと創造性 牧は作品に躍動感と創造性を重ねる才能に長け、ユニークな色彩や形がその特徴として際立っています。創作のプロセスについて彼女は独自の視点を話してくれました。「私の手は自然に曲線に引き寄せられます。直線的なものを描くのは得意ではありません。そして、なぜか南国の花の力強い流線型に親しみを感じます。」 さらに、ある日こんな気づきがあったと言います。「川辺を歩いていて、ふと思ったんです。植物の葉の形はなぜこんなにユニークなのだろう?光合成のためだけに存在するのなら、なぜただの円形ではないのだろう?」と。彼女は散歩を続けながら、植物も人間と同様に自己アピールをしているのではないか?他と違うものを作りたい、感情を表現したい、といった欲望があるのではないかと考えました。無数の葉のデザインは、自然が感情豊かな存在であることの証拠かもしれません。「きっと私の中にも自分では気づかないような感情がうずまいていて、それが創作の過程で噴出するんだと思います」これは自然とファンタジアの見事な融合です。 KUTANism 2023/Amaike Super Organza, Shiho Minami x Kahori Maki, Photograph/Daisuke Ohki 自然とファンタジアの融合 最近の代表作「KUTANism」では、先人たちが描き残した風景画と極薄素材/天女の羽衣が絡み合い、牧と南志保が協力してシュールな視覚効果を生み出しました。暗い背景にカラフルな線が浮かび上がり、その表面は複雑な模様やデザインで彩られています。まるで宙に浮いているかのような印象です。光と影の調和によって、これらの模様は活気にあふれた生命力を感じさせます。シーン全体は光速旅行やデジタル世界の視覚表現を連想させ、未来的でSF的な感覚を呼び覚ますものとなっています。「暗闇に包まれた空間に、幽玄の光が浮かぶイメージを表現しました」と牧と南は振り返ります。観客の潜在的なイマジネーションと熱狂を呼び覚ましたことと思います。 Apple Art, Photograph/Daisuke Ohki 伝統とモダンの調和 急速に進むデジタル化の時代において、牧は巧みに伝統とアヴァンギャルドを融合させ、調和のとれたフュージョンを創り出しています。アナログとデジタルを分け隔てなく取り入れ、その瞬間に現れたテクスチャーを自身の内面に相違なく忠実に再現します。彼女の作品は古典芸術の魅力と現代技術の革新的な要素を見事に体現し、テクノロジーと独自のスタイルの重なりを美しく昇華させています。伝統的な線がデジタルの色彩と交錯し、古代と現代、有形と幻想にある美的な空間が織りなされているのです。 ジャンルを超えた美 アップルやアドビインクといったハイテク大企業から、日本の伝統的な神楽面作家とのベンチャーまで、牧のコラボレーションは多岐にわたります。著名なブランドからの依頼、伝統工芸との取り組みがあることは、彼女が創作の本質を見つめ続けている証でしょう。相手が誰であっても牧のシグネチャースタイルは変わらず、アイコニックなブランドや各分野の要求にとらわれず、彼女のアイデンティティを確固たるものとして輝かせています。彼女の作品は純粋さを保ちつつ、その精神は日本美術の伝統と同様に最先端のテクノロジーとも調和しています。この微妙なバランスが彼女の作品の普遍さであり、さらにその作品が深く個人的なものでもあるということが、多才なアーティストとしての地位を確立している所以ではないかと感じます。 SERGE LUTENS, Photograph/Daisuke Ohki グローバルな共鳴 サンディエゴの海岸から台湾の路地まで、牧の創作は広範囲に共鳴し、多様な文化交流と解釈を生み出しています。母国である日本では西洋文化が彼女の作品にどのような影響を与えているかと問われ、国際的には彼女の芸術が日本文化に深く共鳴していると捉えられます。国内外を問わず、牧の作品は文化の双方向の流れを象徴し、独自の芸術的視点を持つ観客へ文化の多様性を探求する鏡を提供しています。 エデュケーション 牧の芸術のキャリアは、日本の美術大学を卒業後、ニューヨークのアートスクールへと広がりました。カルチャーのるつぼニューヨークの街で、彼女の作品はますます深みと複雑さを増していきました。繊細なスケッチ、明るい色の対比、そしてさまざまなテクニックをもっていることが、彼女がアートの世界で特異な才能を光らせていることの一因だと思います。彼女の絵は単なる視覚芸術ではなく、人間の精神の多様性と創造性の「無限」を象徴していると感じます。 Kahori Maki x Shiho Minami, Photograph/Daisuke Ohki キャンバス背後の物語 ”センス・オブ・ワンダー””シルエットの語りごと”など、牧の個人的な発表は、深い考察と余韻を誘う、不思議なタイトルで知られています。言語への関心を視覚表現と巧みに融合させ、作品のレイヤーを豊かにし、鑑賞する観客に新たな視点を投げかけます。牧はより深い精神的、感情的体験を共有できるよう願っています。

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ImageJ=1.53qunit=micron by Dr. Kristopher Kilian, Biologist, Scientist, Australia, US

再生医学的革命:Kristopher Kilian博士的Trpzip水凝胶突破

Self portrait, Image credit: Ashley Nguyen 再生医学的革命:Kristopher Kilian博士的Trpzip水凝胶突破 在澳大利亚的悉尼新南威尔士大学(UNSW),研究人员推出了一种名为Trpzip的新型水凝胶,标志着再生医学和组织工程领域的潜在范式转变。这一发展为治疗和组织恢复的方法提供了新视角。相关研究成果已在最近一期的《自然通讯》杂志中发表。 从概念到创造:Kilian博士与Trpzip水凝胶的科研旅程 我们对这一新型材料抱有多重期许,于是与Kristopher Kilian博士展开了启发性的对话,以了解他的这项重要发明。首先,Kilian博士的多元化教育背景和研究经历是Trpzip水凝胶发明过程的重要因素。从基因组学到化学生物学,从材料科学到生物工程,Kilian博士的跨学科方法导致了这一重大成果,而此项发明将有利于无数的医学应用。 Trpzip水凝胶的发现 这一发明是在新冠病毒 (COVID-19) 封锁期间,由新南威尔士大学的博士生Ashley Nguyen在Kilian博士的指导下通过计算机模拟得出。Nguyen专注于自组装分子的研究,从而发现了「色氨酸拉链」(Trpzip)的一种新变体,这种短氨基酸链在促进自组装方面效果显著。这些拉链通过堆叠在一起可以形成水凝胶,无需从动物组织中提取,标志著材料科学及其在生物医学研究中的重大飞跃。 ImageJ=1.53qunit=micron, Image credit: Ashley Nguyen 愈合凝胶:Trpzip的独特性 Trpzip水凝胶的抗菌作用:Trpzip水凝胶的抗菌能力尤其引人注目。这种能力主要归因于其富含色氨酸的肽序列。色氨酸是一种必需氨基酸,在多项研究中与抗菌活动有关。Nguyen对水凝胶潜在抗菌性质的直觉促使她与抗菌剂专家纳雷什·库马尔(Naresh Kumar)博士合作。通过测试,该水凝胶对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均显示出有效性。这种广谱抗菌作用具有巨大的医学潜力。虽然其精确的分子机制尚待完全理解,但其实际应用意义明显。在医疗环境中,Trpzip水凝胶作为绷带或用于术后护理,可能在预防感染方面具有革命性意义,从而解决抗生素耐药性细菌日益增长的问题。 模仿人体组织:Trpzip水凝胶模仿人体组织的能力源于其应力松弛特性。应力松弛至关重要,因为它描述了材料在变形后恢复其形状的能力,这是许多生物组织(如基质胶和胶原蛋白)固有的特性。与可能无法恢复到原始状态的合成材料不同,Trpzip水凝胶密切模仿自然组织对机械力的反应。 此外,水凝胶的分层排序模仿了从分子到宏观尺度的自然组织组装。这种结构层次性至关重要,因为它导致了凝胶的独特机械特性,包括在应力松弛行为方面与天然组织的相似性。理解和复制这种复杂的排序不仅支持细胞生长的开发,还能与人体机械需求无缝整合。 自愈合与在3D生物打印和医疗治疗中的应用:Trpzip水凝胶的自愈合特性是其实用性的基石。一旦被破坏,例如通过注射器传输时,水凝胶的肽可以在几分钟到一个小时内重新组装成其原始结构。这种快速的自愈合使该水凝胶成为注射疗法的理想候选者,其中注射后立即凝胶化至关重要。 对于3D生物打印,该水凝胶的属性提供了显著的优势。它可以像高粘度材料一样被挤出,在沉积时保持其形状,然后在到位后固化。这种行为避免了使用交联剂或额外的固化步骤,这通常是稳定打印结构所必需的条件。 此外,自愈合特性使水凝胶能够作为复杂3D打印应用的支撑基质。打印喷嘴通过后,它可以恢复其完整性,这对于在凝胶基质内打印复杂结构至关重要。 简化后打印处理的潜力是水凝胶自愈合能力的另一个显著功能。与传统方法不同,后者需要繁琐的清洁或酶处理来检索打印对象或生长组织,Trpzip水凝胶可以通过简单的机械动作(如摇动或超声波)快速干净地与打印产品分离。这种材料处理的便利性可能简化组织工程和再生医学中的流程。 总之,Trpzip水凝胶的独特功能,从抗菌特性到仿生和自愈能力,为医疗应用带来了重大进步。它的多功能性和适应性可以彻底改变医疗保健的各个方面,从手术恢复到组织工程等。 应对全球挑战:临床应用之路 尽管Trpzip水凝胶的前景充满希望,但将这一实验室成果转化为临床批准的医用材料则充满挑战。获得美国食品和药物管理局(FDA)等机构的监管批准是一个重大障碍,需要进行广泛而昂贵的动物测试以确保安全性和有效性。这一阶段的资金寻求是一场艰苦的战斗,需要向政府机构、慈善实体和私人基金会进行战略性外展。 同样令人生畏的是,优化水凝胶属性以适应不同医疗应用的任务。在稳定性是至关重要的情况下,其快速溶解的能力可能会出现问题。目前正在探索的创新之一是添加响应光来诱导硬度的添加剂,以精细调整材料的行为来适应特定用途。 最后,进入市场的转变需要克服医疗行业内固有的保守主义。说服专业人士采用一种全新的材料,尽管它具有优势,需要强大的证据组合和与行业思想领袖建立战略联盟。 治愈的地平线:对Trpzip水凝胶的未来展望 Trpzip水凝胶从一个概念到医学治疗中的主要产品的历程概括了科学创新的本质:艰辛、充满挑战,但意义深远。随著研究的进展,越来越接近现实世界的应用,这种具有自愈性、生物活性和抗菌性的物质所带来的希望可能预示著医疗保健的新时代——在这个时代,材料不仅可以修复,还可以再生,而药物不仅可以治疗,而且可以真正治愈疾病。 在一个材料科学有潜力彻底改变医学的时代,Trpzip水凝胶脱颖而出,成为希望和创新的灯塔,这是跨学科研究的力量以及不懈追求可以改变生命的科学突破。

再生医学的革命:Kristopher Kilian博士的Trpzip水凝胶突破 Read More »