水凝胶的奇妙世界：它们将如何改变医疗保健
新型水凝胶可以轻松通过注射针，同时保持凝胶形态，在体内缓慢释放药物。
想象一下，有一天，一次简单的注射就能使断裂的骨骼愈合。微小的可吞食装置在体内悄然存在，追踪我们的健康或提供救命药物。脑部和心脏植入物与肉体融合得如此完美，以至于身体认为它们一直存在。
这些都是材料科学家的梦想，他们几十年来一直努力模仿人体复杂的结构，希望能够替换损坏的部位或治疗疾病。
生物工程师表示，问题在于大多数替代和矫正部件——从假肢到起搏器——都是由坚硬、干燥、无生命的材料制成，如金属或塑料，而生物组织是柔软、湿润和有生命的。
身体能分辨出区别，并倾向于排斥仿制品。
然而，水凝胶的出现改变了这种情况，这是一种三维网络结构的分子，被定义为含水。
水凝胶最早于1960年由软性隐形眼镜的创造者描述，这些奇特的形状可变物质能够从液体转变为固体，或者在两者之间变成柔软的状态。（早期简单的应用包括发胶或果冻）。虽然它们在1982年之前只有1000篇研究论文，但近年来，水凝胶成为了研究的热点，截至2020年已经发表了10万篇论文，今年已经有3800篇。
随着化学家、生物学家和工程师之间以及与医生之间的合作加强，蓬勃发展的水凝胶领域将改变我们服药和治疗磨损关节的方式，并为一种看似科幻的未来铺平道路，即器官（包括大脑）可以直接与机器交互。
"从柔性隐形眼镜到脑植入物"
简单地说，水凝胶就像一个装满水的网袋。
这个网由聚合物（或类似意大利面的分子链）制成，以重复的模式缝合在一起，并通过H2O膨胀，就像我们身体中的三维基质环绕、支持和赋予细胞和组织结构一样。
"想象一下足球网，所有这些长纤维编织在一起形成网状结构，"斯坦福大学材料科学与工程的副教授Eric Appel解释道。
尽管更广泛的“凝胶”类别可以包含任何物质，包括化学溶剂，但是水是将水凝胶与众不同的关键成分，使其成为一种理想的“人机融合”材料，正如一些科学家所说的那样。
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