近(jin)年(nian)來(lai),軟生(sheng)物(wu)電(dian)子器(qi)件和由軟(ruan)物(wu)質制成的可(ke)植入(ru)、可(ke)穿戴電(dian)子設(she)備(bei)由於其(qi)能在生物(wu)組織和電(dian)子設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)架(jia)起橋梁而(er)得到快(kuai)速(su)的(de)發展.軟生(sheng)物(wu)電(dian)子器(qi)件能(neng)夠(gou)及時(shi)收(shou)集和傳輸來(lai)自人體各個(ge)部位的(de)生物(wu)電(dian)子信號,包(bao)括皮膚、心(xin)臟、脊(ji)髓和大腦(nao).因此,成為了(le)健(jian)康監測(ce)、智(zhi)能給(gei)藥、神經修復裝(zhuang)置(zhi)等新(xin)興應(ying)用(yong)的核心(xin).

 

        水(shui)凝膠是(shi)壹類(lei)類(lei)似於細(xi)胞外(wai)基(ji)質的親水(shui)聚(ju)合(he)物(wu)交聯(lian)網絡(luo),在組織工程、藥物(wu)傳遞、細胞(bao)培(pei)養和再生(sheng)生物(wu)醫學等領域廣泛應(ying)用(yong)於組織模(mo)擬材(cai)料.與(yu)生物(wu)組織類(lei)似,軟(ruan)的水(shui)凝膠也具有(you)高含水(shui)量(liang),使得(de)離(li)子和生物(wu)分子(zi)可(ke)以輕(qing)易地穿透(tou),這些(xie)特點使其(qi)成(cheng)為(wei)生物(wu)電(dian)子器(qi)件的(de)優先選擇.例(li)如,現有(you)的(de)水(shui)凝膠基(ji)的生物(wu)電(dian)子器(qi)件就有(you)引入(ru)各種各樣的柔(rou)性傳(chuan)導物(wu),如鹽溶液、離(li)子水(shui)凝膠,三維金屬(shu)彈簧(huang),金屬(shu)納(na)米線,石墨烯(xi)/水(shui)凝膠復合體和導電(dian)高分子(zi)等.

 

        深(shen)圳大(da)學孔湉(tian)湉(tian)團(tuan)隊-劉雅(ya)銘(第壹作者)將(jiang)海(hai)藻(zao)酸(suan)鈉(na)-聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺雙網絡(luo)水(shui)凝膠與(yu)CO2激(ji)光(guang)雕(diao)刻法(fa)結(jie)合(he)起(qi)來(lai),利用(yong)水(shui)凝膠中(zhong)海(hai)藻(zao)酸(suan)鈉(na)和丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺的(de)第壹步(bu)半(ban)固化(hua)使其(qi)具備相應(ying)剛(gang)度(du),然(ran)後(hou)用(yong)CO2激(ji)光(guang)刻(ke)蝕(shi)半固(gu)體與(yu)離(li)子交聯(lian)的(de)海(hai)藻(zao)酸(suan)鹽和半固(gu)化(hua)的(de)PAAm,得(de)到定(ding)制(zhi)的(de)微通(tong)道.用(yong)微通(tong)道將(jiang)壹塊(kuai)未刻蝕(shi)的半(ban)固態材料放在微通(tong)道的(de)頂(ding)部,進(jin)壹步(bu)利用(yong)半固(gu)態材(cai)料中(zhong)剩(sheng)余(yu)的(de)AAm單(dan)體進(jin)壹步(bu)交聯(lian)實現粘(zhan)合.得(de)到的(de)水(shui)凝膠基(ji)微流控(kong)芯片通(tong)過灌註液態金屬(shu)以制(zhi)備(bei)生(sheng)物(wu)電(dian)子設(she)備(bei),並應(ying)用(yong)於傳(chuan)感器(qi)和NFC芯片的(de)制作(zuo)上(shang).

高強度(du)水(shui)凝膠微流控(kong)芯片的(de)制備(bei)工藝(yi)原理(li)圖和機(ji)理(li)

 

相關(guan)參數(shu)及應(ying)用(yong)

 

該成(cheng)果近(jin)期(qi)以"Ultrastretchable and Wireless Bioelectronics Based on All-Hydrogel Microfluidics"為(wei)題(ti)發表於國(guo)際(ji)學術期(qi)刊(kan)《ADVANCED MATERIALS》上(shang).