中國(guó)的研究人員制造了一種新的混合導(dǎo)電材料 - 部分彈性聚合物，部分液態(tài)金屬 - 可隨意彎曲和拉伸。用這種材料制成的電路可以采用大多數(shù)二維形狀并且也是無毒的。這項(xiàng)工作將于6月14 日出現(xiàn)在新的跨學(xué)科期刊iScience上。

“這是第一個(gè)具有高導(dǎo)電性和可拉伸性，完全生物相容性，能夠在尺寸范圍內(nèi)方便地制造并具有微觀特征精度的柔性電子產(chǎn)品，”資深作者，國(guó)家納米科學(xué)中心教授姜星宇說。技術(shù)。“我們相信它們將廣泛應(yīng)用于可穿戴電子產(chǎn)品和植入式設(shè)備。”

研究人員制作的材料稱為金屬 - 聚合物導(dǎo)體(MPC)，因?yàn)樗莾煞N成分的組合，具有非常不同但同樣理想的特性。在這種情況下，金屬不是常見的導(dǎo)電固體，如銅，銀或金，而是鎵和銦，它們以濃稠的糖漿形式存在，仍允許電流流動(dòng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，將這種液態(tài)金屬混合物的球體嵌入有機(jī)硅基聚合物的支撐網(wǎng)絡(luò)中，可以產(chǎn)生具有足夠?qū)щ娦缘臋C(jī)械彈性材料，以支持功能性電路。

近距離，MPC的結(jié)構(gòu)可以比作漂浮在聚合物海洋中的圓形液態(tài)金屬島，下面有液態(tài)金屬外殼以確保完全導(dǎo)電。研究人員成功地在各種應(yīng)用中嘗試了不同的MPC配方，包括用于可穿戴鍵盤手套的傳感器和用于刺激DNA通過活細(xì)胞膜的電極。

“MPC的應(yīng)用取決于聚合物，”江澤民研究小組的研究生，第一作者Lixue Tang說。“我們生產(chǎn)超彈性聚合物，用于制造用于可拉伸電路的MPC。當(dāng)我們想要MPC用于植入式設(shè)備時(shí)，我們使用生物相容性和可生物降解的聚合物。未來，我們甚至可以通過結(jié)合電活性聚合物來構(gòu)建軟機(jī)器人。”

原則上，作者指出，他們制造MPC的方法，涉及絲網(wǎng)印刷和微流體圖案，可以適應(yīng)任何二維幾何形狀，以及不同的厚度和電性能，這取決于要噴涂的液態(tài)金屬油墨的濃度。這種多功能性可直接導(dǎo)致理想的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如用于識(shí)別和減輕心臟病的柔性貼片。

“我們希望開發(fā)生物相容性材料，可用于構(gòu)建可穿戴或可植入的設(shè)備，用于診斷和治療疾病而不影響生活質(zhì)量，我們相信這是改變心血管疾病和其他疾病管理方式的第一步， “江說。