當柔性電子器件需要與人體神經(jīng)、大腦等復雜曲面完美貼合時,傳統(tǒng)方法往往因器件超薄易碎的特性而面臨挑戰(zhàn)。如今,中國科學院化學研究所宋延林研究員團隊開發(fā)出一種名為"液滴打印"的創(chuàng)新技術,通過水滴作為媒介,實現(xiàn)了電子器件在生物組織表面的無損貼附,為腦機接口、神經(jīng)修復等領域開辟了新路徑。
這項突破性成果近日發(fā)表于國際權威學術期刊《科學》。研究團隊聯(lián)合多家單位,歷時數(shù)年攻克了柔性電子器件與復雜曲面貼合的難題。傳統(tǒng)方法在操作時,器件容易因彎曲或拉伸而破損,尤其是面對大腦溝回、神經(jīng)纖維等不規(guī)則表面時,貼合成功率極低。
"這就像給凹凸不平的手機屏幕貼膜,但膜的厚度只有頭發(fā)絲的百分之一,且材質(zhì)脆弱。"研究人員解釋道。他們發(fā)現(xiàn),水滴可以作為理想的中間介質(zhì):當水滴接觸超薄膜時,會通過毛細作用"拾取"器件;將其轉移至目標表面后,水滴既能促進膜與組織的貼合,又能像潤滑劑般讓膜自由滑動,及時釋放應力,避免破損。
實驗數(shù)據(jù)顯示,該技術能將厚度僅150納米的金膜完整貼附在微米級的草履蟲表面,甚至成功應用于蒲公英絨毛、貝殼紋理等復雜結構。更關鍵的是,在活體小鼠實驗中,硅基電子膜被精準"打印"到坐骨神經(jīng)和大腦皮層上,實現(xiàn)了光信號到電信號的轉換,成功刺激神經(jīng)引發(fā)腿部運動,并同步采集到清晰的神經(jīng)電信號。
整個過程無需外加壓力或黏合劑,完全依靠水滴的自然作用完成。這種"溫柔"的操作方式不僅保證了器件的完整性,還展現(xiàn)出良好的生物相容性,為未來臨床應用奠定了安全基礎。
業(yè)內(nèi)專家指出,這項技術突破了傳統(tǒng)柔性電子器件貼裝的局限,在腦機接口、神經(jīng)調(diào)控、可穿戴設備等領域具有巨大應用潛力。隨著研究的深入,其應用范圍可能擴展至組織工程、智能顯示等前沿方向,為電子器件的制備與貼合帶來全新可能。