近红外光触发柔性电子器件自适应三维形变-电子发烧友网

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近来,中国科学院深圳先进技术研讨院医工所微纳体系与仿生医学研讨中心杜学敏副研讨员及其研讨团队成功完成可经过近红外光触发柔性电子器件发生自适应三维形变,并在不同曲率基底外表的严密贴附,且无缺坚持了电路连通性。相关研讨成果Photothermally Triggered Shape-adaptable 3D Flexible Electronics(光热触发可形状自适应改动的三维柔性电子器件)已在线宣布在Wiely旗下出名期刊Advanced Materials Technologies(DOI: 10.1002/admt.201700120,Advanced Materials子刊)上,并请求1项发明专利与1项世界PCT。

柔性电极因可用于影响神经安排或记载神经信号(如心电、脑电、皮层电信号等),可广泛应用在神经恢复、脑科学研讨等医学和生命科学前沿范畴,是非常重要的研讨和治疗东西。作为衔接电路体系与神经安排的桥梁,怎么确保柔性电极与生物体系之间的严密贴合以促进有用信息交互,是穿戴与植入式电子器件完成有用性、可靠性及稳定性的严重应战。

为了处理上述问题,杜学敏副研讨员提出了一种新式的功用化柔性电极规划理念,并和课题组成员崔欢庆、赵启龙博士及人工视网膜团队成员吴天准研讨员等人成功研宣布经过近红外光即可触发形状自适应改动的三维功用柔性电极。团队成员突破了传统电极规划思路,立异性地将具有光热呼应特性的仿生智能资料规划到柔性电极反面,完成了长途近红外光照柔性电极可控曲折形变,并可贴附到不同曲率的外表。在此基础上,团队成员经过一步光刻聚合法,在柔性电极反面的光热呼应资料层规划出梯度化交联结构,完成了柔性电极在近红外光照下,可从平面结构转化为杂乱三维结构(圆柱、螺旋等)。研讨结果表明,这种功用化柔性电极在经过10次的形变后,仍然能够确保电极功用无缺。

团队经过仿生智能资料的规划,完成柔性电子器件的形状自适应长途调控,不只处理了柔性电极与生物体系之间有用信息交互存在的应战,而且为未来将传感检测、药物缓开释集成到功用化柔性电极中供给了可能,更为新一代智能化柔性电子器件的规划供给了普适办法。该研讨成果有望用于穿戴与植入式电子器件,及神经恢复、脑机接口等医学和生命科学前沿范畴。

该研讨获得了国家自然科学基金、科技部重点项目、广东省立异团队、广东省特支方案、深圳市孔雀团队等多个项目支撑。

图1 近红外光致柔性电极自适应贴合:(a, d)近红外光照前,及(b, c, e)近红外光照贴附到不同曲面

图 2 近红外光致柔性电极自适应三维形变:(a, d, g)近红外光照前,功用化电极为平面结构;(b, e, h)近红外光照后,功用化电极发生三维歪曲形变;(c, f, i)近红外光照后,三维柔性电极可严密贴附到杂乱曲面

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