作者：Ingrid Fadelli

　　電子技術(shù)和人工智能（AI）工具的飛速發(fā)展，為廣泛應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)提供了有趣的機(jī)會(huì)。這些應(yīng)用包括旨在輔助治療疾病、監(jiān)測(cè)生物過程或增強(qiáng)人類能力的植入式設(shè)備。首爾國(guó)立大學(xué)、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）、建國(guó)大學(xué)和漢陽(yáng)大學(xué)的研究人員，最近在一種純導(dǎo)電聚合物的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出了一種新型水凝膠，可用于制造生物兼容設(shè)備。

　　發(fā)表在《自然電子學(xué)》上的一篇論文介紹了這種水凝膠，與過去開發(fā)的其他類似材料相比，這種水凝膠更容易生產(chǎn)，也更適合特定應(yīng)用。

　　該論文的合著者Seung Hwan Ko 表示：“直接植入人體的電子器件還無法擺脫傳統(tǒng)硬質(zhì)材料的束縛，因此在長(zhǎng)期植入的情況下，諸如與軟性生物組織的機(jī)械不匹配引起的免疫反應(yīng)等副作用，都是至關(guān)重要的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決這個(gè)問題，我們正在使用與人體特性相似（如低楊氏模量、高含水量）的軟材料開發(fā)電子器件，但它們面臨著在潮濕生理環(huán)境中器件性能差、機(jī)械穩(wěn)定性弱的限制。”

　　五年多來，Ko和他的合作者一直在開發(fā)新的軟材料，他們采用了各種加工技術(shù)，以確保這些材料在人體內(nèi)部等潮濕環(huán)境中的穩(wěn)定性。研究團(tuán)隊(duì)最近的研究重點(diǎn)是水凝膠，這是一種與人體最相似的人造材料，其特點(diǎn)是所謂的楊氏模量低（即受力時(shí)承受長(zhǎng)度變化的能力）和含水量高。

　　“為了確保導(dǎo)電水凝膠的高導(dǎo)電性，我們沒有使用絕緣聚合物，而只處理了純導(dǎo)電聚合物（PEDOT:PSS），”Ko解釋說，“研究的主要目標(biāo)是制造極其穩(wěn)定的導(dǎo)電水凝膠電子器件，確保水凝膠器件的電氣性能大大超過目前的器件，并以簡(jiǎn)單的工藝在微米尺度上實(shí)現(xiàn)這些特性。”

　　在2022 年發(fā)表的一篇論文中，研究人員介紹了一種導(dǎo)電水凝膠微圖案化工藝，該工藝需要激光誘導(dǎo)PEDOT:PSS 分離。然而，又厚又黑的PEDOT:PSS 很容易吸收大多數(shù)波長(zhǎng)的可見光，因此他們發(fā)現(xiàn)之前的技術(shù)無法為基底提供光熱能量，也無法形成牢固的結(jié)合。

　　Ko 說：與2022 年發(fā)表的論文一樣，人們普遍擔(dān)心現(xiàn)有的大多數(shù)導(dǎo)電水凝膠電子元件無法克服實(shí)際使用的局限性，因?yàn)闈耋w內(nèi)的基底很容易分層。在新論文中，我們找到了在“界面”上解決這一問題的靈感。想法是通過將激光的光熱能量集中在界面上，使PEDOT:PSS 與基底直接結(jié)合。

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