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

古老茶山遇上卫星,老电影遇上新技术!如此“新质”获全国记者点赞【东南风好扬新帆】 - 天天要闻

古老茶山遇上卫星,老电影遇上新技术!如此“新质”获全国记者点赞【东南风好扬新帆】

当古老茶山遇到高精尖卫星当胶片电影遇到前沿数字修复技术会产生怎样的奇妙化学反应?在福建安溪这一切已不再是想象! 6月12日下午,东南风好扬“新”帆——广电融媒体总编记者福建新质生产力采访团走进福建安溪县,来到充满科技气息的数字福建(安溪)产业园展示中心,探秘空天大数据如何为茶山披上智慧外衣,体验数字化...
促进前沿科技落地泉城 | 访大湾区大学(筹)教授于华 - 天天要闻

促进前沿科技落地泉城 | 访大湾区大学(筹)教授于华

6月12日,济南第二届“海右人才节”开幕式暨济南校友经济创新发展大会正式举行,英国皇家化学学会会士、大湾区大学(筹)教授于华受邀参加活动。据了解,于华长期致力于探索纳米薄膜材料在新一代光伏技术和碳中和领域的应用。
探秘人类从诞生到现在出生了多少人数 - 天天要闻

探秘人类从诞生到现在出生了多少人数

你是否好奇过人类从诞生到现在总共出生了多少人?让我们一起揭秘。人类的历史可以追溯到数百万年前,但直到最近几千年,我们的人口数量才有了显著的增长。根据历史记录和科学研究,我们可以大致估算出人类历史上出生的人口数量。从最早的石器时代到现代科技文
全球变暖致高温频发,极端气候来袭,人类未来何去何从? - 天天要闻

全球变暖致高温频发,极端气候来袭,人类未来何去何从?

盛夏季节,北地高温频现,南方降雨频繁。作为对气候变化有深入研究的专家,我深知气温升高所带来的巨大影响以及它正在改变我们的日常生活和未来走向。全球变暖对高温天气的影响全球变暖进程已成定局,对地球气候环境产生深远影响并导致显著变化。高温天气频发
白蚁“全军出击”了 ,漫天飞舞!6招制敌方法送上 - 天天要闻

白蚁“全军出击”了 ,漫天飞舞!6招制敌方法送上

据“上海疾控”微信公号消息,近日,申城天气潮湿闷热,白蚁集中出飞冲击纱窗,漫天飞舞!上海白蚁,毫无疑问地冲上热搜。  小伙伴纷纷表示:到处乱飞,还在地上爬,翅膀黏在一起,啊啊啊啊啊啊,好吓人啊!   路灯下的白蚁飞舞,更是明目张胆“放飞自我”   就算纱窗挡着进不来,那些神通广大的白蚁还会从缝隙里钻...
菩提子真假难辨?学会这几招,轻松鉴别真伪! - 天天要闻

菩提子真假难辨?学会这几招,轻松鉴别真伪!

开篇:菩提子的魅力与困惑在文玩圈中,菩提子以其独特的韵味和深厚的文化底蕴,早已成为无数文玩爱好者的心头好。那一颗颗光滑圆润的菩提子,不仅寓意着智慧与清净,更是承载了玩家们的情感与寄托。然而,随着市场的繁荣,菩提子的真伪问题也日益凸显,让许多
北方高温将持续至14日 石家庄或追平观测史最长连续40℃日数纪录 - 天天要闻

北方高温将持续至14日 石家庄或追平观测史最长连续40℃日数纪录

11日,高温继续“炙烤”着北方大地,河北、北京中南部、天津、山西中南部、陕西中部、河南、山东、安徽北部及新疆沿天山一带出现35~39℃高温天气,河北中南部、天津南部、河南北部及新疆吐鲁番等局地40~43.4℃,出现40℃以上的高温范围较前一日有所扩大,石家庄41.2℃成为今年继海口后第二个突破40℃的省会城市,6个国家...
人类的基因,可以被“申请专利”吗? - 天天要闻

人类的基因,可以被“申请专利”吗?

Hello 大家好,今天的文字来自 B 站主页“微基因の人类观察社”社员杰夫!相信不少人都听过“人类基因组计划”——毕竟这可是与曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划,并称为人类科学史上的三大工程之一,我们中国也曾参与其中 1% 的基因组测序工作