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新型生物电传感器有望应用于电子皮肤研发

  电子设备与人体组织的整合是长期以来的一大挑战。其中需要解决的一个问题是材料的机械性能与软组织结构的不匹配,这可能影响器件的性能和可靠性。因此,人们越来越关注如何制造可以整合到组织中的可兼容电子设备。尽管在弹性体上运用不同的技术来设计柔性电子装置,但这些装置的刚性并不与软组织的刚性相近,例如在大脑中的软组织。

  为此,由卡内基·梅隆大学的Christopher J. Bettinger为首的一组研究人员描述了一种通过转移印刷将多电极阵列与软粘合剂水凝胶集成的超级兼容的电子设备,这种技术将电子与膨胀聚合物网络集成在一起。他们在周围神经系统进行了体内神经记录,证明了这些装置粘附于下层组织并记录单个单位神经活动的能力。这进一步验证了装置的机械性能与神经组织之间有了更好的匹配,从而提高了记录稳定性和可靠性。

  这项研究提供了一般的制造策略,解决了几个问题,比如水凝胶和微细加工技术不相容的问题,以及水凝胶与电子结构的粘附性差的问题。 这些超级兼容的、基于水凝胶的电子产品,因为其卓越的机械性能,可与兴奋性器官(如脊髓,大脑和心脏)相互作用。

  正如主要作者Christopher J. Bettinger教授所说,“如果我们能够制造机械性能更接近果冻而非木材或塑料的电子设备,那么我们就可以以更良性的方法,悄悄地将神经探针与大脑连接起来。”

  研究的下一个里程碑将是提高这些基于水凝胶的电子设备的长期可靠性。

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