Dissecting Biological and Synthetic Soft-Hard Interfaces for Tissue-Like Systems.
Dissecting Biological and Synthetic Soft-Hard Interfaces for Tissue-Like Systems.
复制标题
组织状系统的生物和合成软硬界面的解剖。
DOI：
10.1021/acs.chemrev.1c00365
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发表时间：
2022-03-09
期刊：
影响因子：
62.1
通讯作者：
Tian B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fang Y;Yang X;Lin Y;Shi J;Prominski A;Clayton C;Ostroff E;Tian B
界面处的软硬材料表现出不匹配的行为，如不匹配的化学或生化反应性、机械反应和环境适应性。利用或减轻这些差异可能会导致在纯软或纯硬阶段难以实现或不适用的界面过程。界面失配及其相关的（生物）化学、机械或其他物理过程的探索可能会在基础研究和应用中产生许多机会，就像半导体异质结及其在过去几十年中对固态物理和半导体工业的贡献一样。在这篇综述中，我们探讨了设计这些界面所涉及的基本化学作用和原则，例如适应性或缓冲带的（生物）化学进化。我们讨论了光谱、微观、（生物）化学和计算工具，以揭示这些受限或隐藏的软硬界面中的化学过程。我们提出了一个软硬交互框架，并用它来讨论多个系统和多个时空尺度下的软硬界面过程，重点关注类组织材料和器件。最后，我们提出了几种新的科学和工程方法来利用生物界面复合材料中涉及的软硬界面过程，并探索这些复合材料的新应用。
Soft and hard materials at interfaces exhibit mismatched behaviors, such as mismatched chemical or biochemical reactivity, mechanical response, and environmental adaptability. Leveraging or mitigating these differences can yield interfacial processes difficult to achieve, or inapplicable, in pure soft or pure hard phases. Exploration of interfacial mismatches and their associated (bio)chemical, mechanical, or other physical processes may yield numerous opportunities in both fundamental studies and applications, in a manner similar to that of semiconductor heterojunctions and their contribution to solid-state physics and the semiconductor industry over the past few decades. In this review, we explore the fundamental chemical roles and principles involved in designing these interfaces, such as the (bio)chemical evolution of adaptive or buffer zones. We discuss the spectroscopic, microscopic, (bio)chemical, and computational tools required to uncover the chemical processes in these confined or hidden soft–hard interfaces. We propose a soft–hard interaction framework and use it to discuss soft–hard interfacial processes in multiple systems and across several spatiotemporal scales, focusing on tissue-like materials and devices. We end this review by proposing several new scientific and engineering approaches to leveraging the soft–hard interfacial processes involved in biointerfacing composites and exploring new applications for these composites.
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DOI：
10.12968/bjon.2017.26.12.s24
发表时间：
2017-06-22
期刊：
British journal of nursing (Mark Allen Publishing)
影响因子：
--
作者：
Barrett, Simon
通讯作者：
Barrett, Simon
影响因子：
13.6
作者：
Blacklow, S. O.;Li, J.;Mooney, D. J.
通讯作者：
Mooney, D. J.
影响因子：
64.8
作者：
Armatas, Gerasimos S.;Kanatzidis, Mercouri G.
通讯作者：
Kanatzidis, Mercouri G.
影响因子：
3.3
作者：
Avdoshenko, Stanislav M.;Makarov, Dmitrii E.
通讯作者：
Makarov, Dmitrii E.
影响因子：
3.4
作者：
Battistoni, S.;Erokhin, V.;Iannotta, S.
通讯作者：
Iannotta, S.