激光诱导相分离法制备生物电子学导电水凝胶微图形工艺研究

2022年06月29日23:28:10 科学 1536

长三角G60激光联盟导读

激光诱导的光热化学反应能够分离PEDOT的相:PSS作为软生物电子器件的基础技术的应用。

Seung Hwan Ko教授(首尔国立大学)和C-Yoon Kim教授(Konkuk大学)联合研究小组于美国当地时间6月8日在世界著名的科学杂志《科学进步》上发表了他们的研究成果。

激光诱导相分离法制备生物电子学导电水凝胶微图形工艺研究 - 天天要闻

导电聚合物的激光诱导相分离,PEDOTPSS.

微尺度安全神经电极的开发对于通过读取大脑特定区域的电信号或对大脑进行电刺激进行医学治疗来确定患有中枢神经系统疾病的患者的状况至关重要。现有的神经电极主要是用硬质金属制作的,因此很难附着在软组织上,而且副作用严重。

该研究团队开发的微电极使用柔软、生物友好的导电聚合物,可像活组织一样伸展,在长时间插入体内时安全,并可将免疫反应降至最低。此外,通过高电导率和模式分辨率,它可以精确读取来自非常小细胞的神经信号。

激光诱导相分离法制备生物电子学导电水凝胶微图形工艺研究 - 天天要闻

导电水凝胶图案的制备及其在生物电子器件中的应用。

研究小组发现了一种相分离现象,即当激光照射到导电聚合物聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)时,聚合物的内部结构会发生局部变化。

PEDOT:PSS是一种生物相容性导电聚合物,作为生物电子学的核心材料备受瞩目。然而,聚合物内部的相分布不利于水溶液中的电导率和机械稳定性。为了解决这个问题,已经开发出了以化学处理技术为主导的改变相的相分离工艺。相分离导电聚合物是一种能够在水溶液中保持电性能和机械性能的导电水凝胶。然而,由于用于相分离的大多数化学品具有高度的细胞毒性,因此在用作生物电子设备之前需要进行解毒处理,并且在低电导率方面存在限制,需要额外的图案处理。

激光诱导相分离法制备生物电子学导电水凝胶微图形工艺研究 - 天天要闻

激光处理的 PEDOT。

研究小组利用激光的光热化学反应,在没有有毒添加剂的情况下,诱导了PEDOT:PSS的相分离。将PEDOT:PSS所需区域转化为导电水凝胶的数字激光图案化技术能够制造出能够保持电气和机械性能的精细图案。而PEDOT:PSS的未处理区域溶解在水中。

该技术可以在光刻工艺水平上以更快的速度生成导电水凝胶图案。它还可以安全地读取大脑信号和/或应用电刺激,因为它具有软机械性能和高电化学性能,可以植入活体。

激光诱导相分离法制备生物电子学导电水凝胶微图形工艺研究 - 天天要闻

生物电子应用。

这项研究的作者Seung Hwan Ko教授说:“有可能在光刻工艺水平上以大幅降低的成本和时间生产出高分辨率的导电水凝胶图案。这将有可能促进需要导电聚合物水凝胶的各个研究领域的技术发展。”C-Yoon Kim教授说:“通过激光工艺的高度生物相容性,它将成为大脑-计算机接口的一项新的基础技术,当长时间植入体内时,可以收集电生理信号,同时保持健康。”

来源:Digital selective transformation and patterning of highly conductive hydrogel bioelectronics by laser-induced phase separation, Science Advances, www.eurekalert.org/news-releases/955438

长三角G60激光联盟陈长军原创作品!

科学分类资讯推荐

研究发现消失的尼罗河支流 或助解开金字塔建造之谜 - 天天要闻

研究发现消失的尼罗河支流 或助解开金字塔建造之谜

新华社北京5月21日电 研究人员日前绘制出尼罗河一条现已干涸的支流地图,认为它可能帮助古埃及人建造了31座金字塔,包括著名的吉萨金字塔群。研究成果由最新一期英国《通讯-地球与环境》杂志刊载。 埃及金字塔最集中的地区是自吉萨市向南至利什特村之间的一片沙漠。那里距离尼罗河有数十公里远,但发现了港口遗迹。埃及学家...
2023年重庆长江干流监测到鱼类93种 珍稀特有鱼类出现频率增加 - 天天要闻

2023年重庆长江干流监测到鱼类93种 珍稀特有鱼类出现频率增加

封面新闻记者 李茂佳在国际生物多样性日来临之际,5月21日,重庆市生态环境局举行重庆市生物多样性保护情况新闻发布会。2023年,重庆长江干流监测到鱼类93种,较禁捕前增加47种。长江鲟从禁捕前监测到的7尾增加到249尾,珍稀特有鱼类出现频率增加,出现范围扩大。新闻发布会现场。重庆市生态环境局党组成员、副局长陈卫表示...
全球首台!我国量子测量领域取得重要突破 - 天天要闻

全球首台!我国量子测量领域取得重要突破

5月21日,全国首届量子精密测量赋能产业发展大会,在安徽合肥举办。会上,全球首台商用低温版量子钻石原子力显微镜正式亮相。该显微镜由国仪量子技术(合肥)股份有限公司(以下简称“国仪量子”)自主研制,这标志着我国量子精密测量技术的产业化发展,取得重要突破。△低温版量子钻石原子力显微镜。图片来源:国仪量子国...
世界首次:科学家成功对 μ 子实行“冷却”加速,约达光速 4% - 天天要闻

世界首次:科学家成功对 μ 子实行“冷却”加速,约达光速 4%

IT之家 5 月 21 日消息,日本 J-PARC 研究中心、日本高能加速器研究机构联合发布公报,宣布完成了业内首次对 μ 子进行“冷却”和加速的操作,朝着实现世界首个 μ 子(渺子)加速器迈出了一大步。据介绍,研究团队在 J-PARC 中心使带一颗正电荷的正 μ 子减速到几乎停止(光速的 0.002%)的状态,并使正 μ 子的方向和速度...
气象水文部门预测:今年“龙舟水”水情较往年略偏重 - 天天要闻

气象水文部门预测:今年“龙舟水”水情较往年略偏重

5月20日迎来“小满”节气,民谚有云“小满小满,江河渐满”。进入“小满”节气,雨水丰盈,江河的水逐渐增多。根据广州市水文气象数据统计,5月20日广州市降暴雨,其中白云、花都、增城等区降大暴雨,全市平均日雨量74.0毫米。豆大雨点落在地面,溅起水花。图/广州日报新花城记者:吴子良受强降雨影响,5月20日全市江河水位...
值得收藏!《常州市野生鸟类图册》发布 - 天天要闻

值得收藏!《常州市野生鸟类图册》发布

现代快报讯(记者 陆文杰)鸟类是生物多样性的重要指示类群,是评价生态系统健康状况的关键性指标。随着生态环境的改善,常州鸟类生境状况大幅提升,越来越多的野生鸟类翱翔在青山绿水间,野外鸟类记录不断刷新,珍稀鸟类频频亮相。它们用翅膀为生态环境投票,实名认证了常州生物多样性工作的丰硕成果。在5·22国际生物多样...
马斯克豪言:30年内火星城市崛起,人类新家园即将诞生! - 天天要闻

马斯克豪言:30年内火星城市崛起,人类新家园即将诞生!

埃隆·马斯克,这个科技界的狂人,他总是有着让人震惊的想法和计划。这不,他又在火星上动起了脑筋。他旗下的SpaceX公司,一直在研究怎么把人送上火星,还在想方设法要在那上面建个城市。图片来自网络马斯克在社交媒体上可是挺活跃的,他就在那儿说,未来30年,火星上肯定会有人类城市。
研究发现英国 AI 聊天机器人的安全措施容易被绕过 - 天天要闻

研究发现英国 AI 聊天机器人的安全措施容易被绕过

划重点:- ️  英国政府研究人员发现,防止 AI 聊天机器人发出非法、有毒或露骨回应的保护措施可以被简单的技术绕过。-   通过测试,研究人员发现五个系统 “极易受到攻击”,甚至在没有有针对性地绕过保护措施的情况下,也能产生有害回应。-   安全防护可以通过 “相当简单” 的攻击绕过,例如指示系统以 “当然,...