超弹性水凝胶等

超弹性水凝胶

水凝胶是一种高含水量的聚合物网络，被广泛应用于生物医学、柔性电子和软机器人等领域。然而，传统水凝胶通常具有较低的弹性范围和有限的自愈能力，这限制了其在要求极高的机械性能场景下的应用。为此，清华大学化学系的王朝副教授等人开展了深入研究，他们成功开发了一种新型的超弹性水凝胶。这种水凝胶通过引入可逆的珍珠项链结构来大幅增强材料的弹性和自愈能力，实现了对轻微机械损伤（如针刺和割伤）的快速自愈等功能。这一进步不仅为水凝胶材料的设计与应用提供了新的思路，也为高性能材料在先进制造、生物医疗和智能装置等领域的应用打开了新的大门。

相关成果于近日发表在《科学》杂志上。

能够自动检测危险的水下智能眼镜

深海活动常常会面临各种风险，如海洋动物袭击或意外碰撞等。近日，浙江大学海洋学院的焦鹏程团队研发出一种基于视觉-触觉融合的水下智能眼镜（USG），可用于实时检测水下危险，确保活动安全。

USG由人工智能光学传感的视觉模块和“摩擦生电”特异材料机械传感的触觉模块组成。视觉模块是基于一种水下目标检测算法建立的，该算法能够用于检测视野中的有毒海洋生物（如海鳗、海蛇、水母等）。触觉模块可灵敏地检测视野外的碰撞，并发出警告。经过数值模拟、实验室测试和真实世界实验，结果显示，USG在佩戴者进行水下剧烈运动20分钟后仍能保持良好性能。

相关成果于近日发表于《交叉科学》杂志上。

可长期监测慢性肠道炎症的温度传感器

对于肠道炎性疾病的诊断和监测通常依赖于肠镜成像、活检和血清学方法。近日，美国西北大学材料科学与工程系的一个科研团队研发出一种可用于长期实时监测疾病进展的无线、微型和植入式温度传感器，并用其在小鼠模型上进行了近4个月的测试。

科研人员将传感器固定在小鼠的腹部肌肉组织上，以对肠道温度进行局部测量。结果显示，在可见炎症性病变出现前大约5周，动物肠道温度的亚昼夜节律（一种以90～120分钟为周期的生物钟）开始发生变化。测试结果表明，该传感器可通过实时监测肠道的突发情况辅助肠道炎性疾病的早期干预。

相关成果于日前发表于《自然·生物医学工程》杂志上。

更智能的洪水预警系统

洪水是最为常见的自然灾害之一，全球有近15亿人直接面临严重洪水事件的巨大风险。因此准确且及时地对洪水发生进行预警，对于降低灾害风险和影响至关重要。但当前的水文模拟模型通常须根据单个流域的长期数据记录进行校准。

近日，美国谷歌公司一个研发团队开发出一套基于人工智能的预测系统，通过利用现有的5680个测量仪进行训练，可预测未测量流域在7天预测期内的日径流。经测试，在预测可靠性上，该系统与当前最先进的全球模型系统——哥白尼应急管理服务全球洪水预警系统的实时预报相似甚至更好。此外，该系统预测五年一遇事件的精度与当前预测一年一遇事件的精度相似或更好。

不过，这项研究也存在一些局限性。例如：实验采用的样本可能较小，限制了研究结果的普遍适用性和统计功效；研究所用的数据集的多样性存在不足，这可能影响模型的泛化能力等。对此，研究团队表示，未来的工作需要进一步将洪水预报的覆盖范围扩大到全球更多地点，以及其他类型的洪水相关事件和灾害，包括山洪和城市洪水。人工智能技术也将继续发挥关键作用，帮助推动科学研究，促进气候行动。

相关成果于近日发表于《自然》杂志上。