生物传感器在疾病会诊、健康监测、食物安全、环境监测等繁密行业中起到相当遑急的作用，尤其是在医学和生物医学工程中的应用展现出弘大的后劲。在分子层面，具有传感功能的微载体大略驱散疾病美丽物分子的定量检测。在细胞与组织层面，生物传感器可用于对体外培养的细胞、组织及微生理系统进行及时检测。此外，基于生物传感材料的可穿着培植可握续监测多项身体诡计，有助于普及手类生存质地。在诸多可用于制备生物传感器件的材料中，液晶由于其具有智谋度高、易于制造等优点，可行动生物信号的放大器。尽头是，液晶专有的光学特色大略将检测到的力学、生化等信号治疗为易于分析的光学信号，为实质应用提供了无穷可能。具有结构色的液晶生物传感器更是大略通过视觉颜色的变化对生物信号进行直不雅分析。

2022年5月31日，复旦大学生物医学议论院商珞然课题组与配合者在PNAS期刊发表了题为“Cholesteric cellulose liquid crystal ink for three-dimensional structural coloration”的议论性论文。该使命报说念了一种用于3D打印的胆甾相纤维素液晶墨水。

胆甾相液晶是一种出奇的材料，由周期性平行枚举成层状的棒状纳米颗粒或分子构成。其中，羟丙基纤维素（HPC）是一种资源丰富、生物相容性细致的长链纤维素繁衍物分子。HPC在水溶液中不错在一定浓度边界内自拼装成胆甾相液晶，并清晰出绚丽且具有金属明后的结构色。通过在HPC水溶液中加入明胶和温敏性高分子水凝胶（PACA），制成了一种复合墨水（HGP）。明胶提供了想象的流变性能，PACA不错通过紫外光原位交联使模子保握打印后的景况。因此，这种墨水不错在职意的基底上酿成可定制的3D结构色模子。此外，由于HPC和PACA的协同热反映性，制备的3D模子受环境温度的影响具有脸色可调性。更遑急的是，由于该墨水的主要身分为纤维素繁衍物和明胶，具有细致的生物相容性，是一种环境友好的3D打印原料。基于上述特色，这项议论将为可握续性3D打印和智能光子材料的应用提供新的想路和要道。

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 上述光学和流变特色确保了HGP墨水不错通过径直打印进行景况加工。因此，该使命进一时局构建了一个由位移式3D打印机、紫外光源和蠕动泵构成的3D打印平台。将HGP墨水吸取入打针器，不错在蠕动泵的鼓舞下通过3D打印机的喷嘴打印到纵情部位，再通过紫外光进行团聚，赋予HGP墨水结构色并将其结构十足固定。行使这一工夫，该使命展示了各式不同脸色的2D和3D结构色模子，并遴荐不同配比的HGP墨水展示了加工多色3D模子的才能。由于HPC和PACA皆具有温度反映性，这些结构色3D打印模子具有温度传感的特色，大略凭证环境温度的变化产生脸色的偏移。

 总而言之，该使命提议的 HGP 墨水具有较高的实质应用价值，尤其是在可穿着生物传感器或可定制仿生皮肤方面有专有的上风。此外，该HGP墨水的主要身分是 HPC 和明胶，它们具有可食用性、低本钱和生物相容性，因此不错代替色素、染料等应用于平日生存用品的保密和标签，包括食物、药品、化妆品、儿童玩物等。该使命发表后被好意思国物理学会选为议论亮点专题报说念。

原文相连：

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2204113119

https://physics.aps.org/articles/v15/91

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