南都讯 记者程洋 12月22日，中国科学院深圳先进技术研究院合成所、深圳合成院戴卓君课题组与集成所刘志远课题组合作的最新研究成果发表于Nature Chemical biology。研究团队针对活体功能材料这一领域，提出了一种全新的可快速修复的活体材料构建思路，并进一步将这种思路转化成一种普适的活体材料组合方法，将其推广应用于智能制造及可穿戴设备的组装等全新的应用领域。

（论文刊登网页。）

成果：

利用两种工程菌株制备出自修复材料

自修复材料并非是近些年来才提出的概念。如鱿鱼环齿蛋白SRT纺织品涂层材料，借助温水就能将断裂的织物重新连接，其原理是SRT蛋白的自愈性能。还有依靠微生物的生长繁殖实现自修复的，其过程往往需要花费数十小时甚至几天的时间，应用场景有限。

为此，研究团队找到了新的材料——分别构建了表面展示有抗原和纳米抗体的两种工程菌株，然后以一定比例混合，通过抗原-抗体间的快速相互作用，制备出了稳定的具有高效自修复能力的LAMBA前体材料。

红色和蓝色卡通形象分别表示表面展示有抗原和纳米抗体的两种工程菌，通过抗原-抗体的快速结合实现LAMBA材料的超强修复能力。来源：深圳先进院合成所

这种材料性质与水凝胶相近，因此，结合传统的材料加工工艺（如3D打印、微流控等）就可以将LAMBA材料自由地加工成形态、性能各异的材料。

LAMBA材料具备的超强自修复能力以及智能编程能力启发研究团队进一步探究其在可穿戴设备和生物传感器上的应用。经测验，即使经过反复循环拉伸，LAMBA材料的导电性能依然能维持稳定。且遭破坏后，LAMBA材料可在段时间内快速修复至原有性能。 而且，柔性LAMBA电生理传感器可以准确捕捉到肌肉电信号，并且相比于相同方法制备的单菌或金薄膜传感器显示了更好的信噪比。

LAMBA材料具有又一的拉伸性能，非常适合可穿戴设备或衣物的制造。来源：深圳先进院合成所

通讯员作者:

BT与IT在合成生物学里“碰撞”出无限可能

总得来说，研究团队发明了一种具有快速自我修复能力的活体材料，这种材料卓越的性能，使得其在诸多领域都有着极大的应用前景。IT技术与BT技术是影响人类未来发展的两大技术，一直以来科学界与产业界对两个领域相互融合、交叉研究的呼声高涨。未来，这种创新的“BT+IT”协同制造模式必将带来一次大的技术革新。

“LAMBA材料在军事领域的应用令人兴奋，试想一下，未来如果将LAMBA材料用在特种军服或军用可穿戴设备上，那么，单兵作战的能力将会得到大幅增强。另外，生物活体材料强大的可编程能力，使得赋予战衣更多样的功能成为可能，这将使士兵能够更加从容的应对战场上各种复杂的环境与地形。”通讯作者刘志远在谈及应用场景时表示。

“我们希望通过该研究建立一种活体材料组装的新方法，在活体生物可编程的基础上，通过引入高分子物理及化学合成中的理论赋予微生物新的特性，使组装的材料具有快速自愈合的特性，并初步尝试了IT与BT的融合，我们也在推进其他相关的各项有趣研究，期待并相信合成生物可以带来无限可能。”通讯作者戴卓君表示。

院士：

实现了全新的可编程材料模式

中国科学院院士、上海交通大学教授樊春海表示，这个工作在活体材料的设计与编辑中跨出了一大步。尤其是将高分子物理及化学中利用动态非共价键介导的快速自愈合这一创新的设计思路来武装细菌，将在高分子学科中积累的经典体系跨学科的引入合成生物学，这也提示我们在未来的活体材料设计中可以学习和借鉴其他材料科学的优秀体系。

中国科学院院士、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所首席科学家赵国屏表示，该成果聚焦在活体功能材料领域，挑战了活体材料分钟内自愈这个单纯依靠细胞分裂无法实现的难题。解决这个问题的灵感来源于动态非共价键形成快速自愈合的理论，利用细菌表面安装可粘合的抗原-抗体的性质，开发了一种可快速组装自愈的功能材料，实现了全新的可编程材料模式。尤其值得一提的是，该工作进一步将活体材料与多种可穿戴器件组装在一起，如肌肉电信号传感器以及应变传感器，突破了生命体与非生命器件的界限，拓展了活体材料的构建框架和应用领域，这是化学生物学及生物技术与材料科学和工程科学学科交叉“会聚”研究的一个范例。

编辑：戴越

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程洋

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