【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】硬質(zhì)電路中的不同電子設(shè)備的連接通常是一項簡單的任務(wù)。這是由于它們擁有成對的標準接口，形狀和尺寸匹配。然而，柔軟可拉伸電子器件作為新興的主要用于生物界面接口的電子設(shè)備，其器件間集成方法仍需探索，且器件與生物組織的接口無法標準化。由于生物組織柔軟、形狀和尺寸多樣，缺乏能夠?qū)崿F(xiàn)柔軟生物組織與復(fù)雜電子界面標準化快速集成的手段。
近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院深圳先進集成技術(shù)研究所神經(jīng)工程中心李光林/劉志遠研究團隊，聯(lián)合新加坡南洋理工大學(xué)、南京醫(yī)科大學(xué)，在《自然》(Nature)上，發(fā)表了題為Water-responsive supercontractile polymer films for bioelectronic interfaces的研究文章。該團隊研發(fā)出一種能夠快速大幅度收縮的柔軟薄膜，并探討了該薄膜在簡化和加速植入程序領(lǐng)域的應(yīng)用。這一創(chuàng)新設(shè)計為實現(xiàn)生物和電子設(shè)備之間的無縫集成提供了新的可能性。
該研究從蜘蛛絲中汲取靈感，基于聚環(huán)氧乙烷和聚乙二醇-α-環(huán)糊精(PEG-α-CD)包合物研發(fā)出一種水響應(yīng)性超收縮聚合物薄膜(WRAP薄膜)。該薄膜在室溫條件下干燥、柔韌且穩(wěn)定，潤濕后能快速且大幅度地收縮，轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浛衫斓乃z薄膜。這種超收縮歸因于薄膜分子鏈取向和帶微孔的多級結(jié)構(gòu)。同時，該薄膜干燥且柔韌的特性也有助于電子集成過程。
基于這種薄膜構(gòu)筑的形狀自適應(yīng)電極陣列(WRAP電極)簡化了植入過程，在潤濕后可保形地包裹不同尺寸的神經(jīng)、肌肉和心臟，并應(yīng)用于體內(nèi)神經(jīng)刺激和電生理信號記錄。研究表明，這種新型水響應(yīng)材料在塑造下一代生物組織電子界面以及拓寬形狀自適應(yīng)材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面具有潛在的重要作用。
新加坡南洋理工大學(xué)、新加坡高性能計算中心、深圳先進院、南京醫(yī)科大學(xué)、東南大學(xué)、新加坡A-Star、南京醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院為論文的共同通訊單位。研究工作得到中國科學(xué)院人機智能協(xié)同系統(tǒng)重點實驗室和國家自然科學(xué)基金國家重大科研儀器研制項目等的支持。
水控柔軟電極在曲面上自動貼敷
用于生物組織接口界面的水響應(yīng)超收縮聚合物膜
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