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        近年來,軟生物電子器件和由軟物質(zhì)制成的可植入、可穿戴電子設(shè)備由于其能在生物組織和電子設(shè)備之間架起橋梁而得到快速的發(fā)展.軟生物電子器件能夠及時(shí)收集和傳輸來自人體各個(gè)部位的生物電子信號,包括皮膚、心臟、脊髓和大腦.因此,成為了健康監(jiān)測、智能給藥、神經(jīng)修復(fù)裝置等新興應(yīng)用的核心.

 

        水凝膠是一類類似于細(xì)胞外基質(zhì)的親水聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),在組織工程、藥物傳遞、細(xì)胞培養(yǎng)和再生生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于組織模擬材料.與生物組織類似,軟的水凝膠也具有高含水量,使得離子和生物分子可以輕易地穿透,這些特點(diǎn)使其成為生物電子器件的優(yōu)先選擇.例如,現(xiàn)有的水凝膠基的生物電子器件就有引入各種各樣的柔性傳導(dǎo)物,如鹽溶液、離子水凝膠,三維金屬彈簧,金屬納米線,石墨烯/水凝膠復(fù)合體和導(dǎo)電高分子等.

 

        深圳大學(xué)孔湉湉團(tuán)隊(duì)-劉雅銘(第一作者)將海藻酸鈉-聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠與CO2激光雕刻法結(jié)合起來,利用水凝膠中海藻酸鈉和丙烯酰胺的第一步半固化使其具備相應(yīng)剛度,然后用CO2激光刻蝕半固體與離子交聯(lián)的海藻酸鹽和半固化的PAAm,得到定制的微通道.用微通道將一塊未刻蝕的半固態(tài)材料放在微通道的頂部,進(jìn)一步利用半固態(tài)材料中剩余的AAm單體進(jìn)一步交聯(lián)實(shí)現(xiàn)粘合.得到的水凝膠基微流控芯片通過灌注液態(tài)金屬以制備生物電子設(shè)備,并應(yīng)用于傳感器和NFC芯片的制作上.

高強(qiáng)度水凝膠微流控芯片的制備工藝原理圖和機(jī)理

 

相關(guān)參數(shù)及應(yīng)用

 

該成果近期以"Ultrastretchable and Wireless Bioelectronics Based on All-Hydrogel Microfluidics"為題發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《ADVANCED MATERIALS》上.