在最新一期《科学》上,美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院团队展示了界面生物电子学领域的新突破:他们创造出具有强大半导体功能的新型水凝胶材料。这种新型蓝色凝胶能够在水中像海蜇一样浮动,同时还具有出色的半导体功能,可实现生物组织与机器之间的信息传输。
芝加哥大学普利兹克分子工程学院研究人员开发出了一种水凝胶,具有在活体组织和机器之间传输信息所需的半导体能力,既可用于植入式医疗设备,也可用于非手术应用。图片来源:芝加哥大学普利兹克分子工程学院
理想的用于连接电子组件和活体组织的材料应当是柔软、可拉伸且亲水的,类似于水凝胶。而半导体材料通常比较硬、脆且不亲水,无法像水凝胶那样在水中溶解。如果将半导体用于起搏器、生物传感器及药物递送装置等生物电子器件,这些缺点构成巨大障碍。
此次新材料展现出了高达81千帕的组织级模量、最大可达150%的拉伸性和高达1.4平方厘米/伏秒的载流子迁移率。这表明,这种既具有半导体特性,又具备水凝胶属性的材料,满足了作为理想生物电子界面的所有要求。
由于可植入生物电子设备与组织直接接触,所以要能随组织一同变形,从而形成高度紧密的生物界面。
传统的水凝胶制备方法是将某种材料溶解于水中,再加入使溶液变为凝胶状态。然而半导体材料通常都不溶于水。为此,团队开发了一种溶剂交换工艺。不是将半导体溶解在水中,而是将其溶解在与水混溶的有机溶剂里。接着,他们利用溶解的半导体和水凝胶前体来进行制备。
最初的产物是一种有机凝胶,团队再将整个材料体系浸泡在水中,使有机溶剂溶解并允许水渗入其中。最终得到的材料可以广泛应用于多种具有不同功能的聚合物半导体。
值得注意的是,与传统的水凝胶相比,这种新材料不仅改善了生物功能,还在多个方面表现出了超越单纯水凝胶或半导体材料的能力,实现了更好的综合效果。
这一研究目前主要将解决生化传感器和心脏起搏器等植入式医疗设备所面临的挑战,但其还有许多潜在的非侵入性应用,譬如更精确地读取皮肤数据、改善伤口护理等。该材料具有极其柔软的机械性能与高含水量,这些都与活体组织相似。同时,它还具有多孔性,这意味着还可以运输各种营养和化学物质。而当所有这些特性相结合,新型水凝胶就会成为组织工程和药物递送中最有用的材料之一。
总编辑圈点:
这一研究目前主要将解决生化传感器和心脏起搏器等植入式医疗设备所面临的挑战,但其还有许多潜在的非侵入性应用,譬如更精确地读取皮肤数据、改善伤口护理等。该材料具有极其柔软的机械性能与高含水量,这些都与活体组织相似。同时,它还具有多孔性,这意味着还可以运输各种营养和化学物质。而当所有这些特性相结合,新型水凝胶就会成为组织工程和药物递送中最有用的材料之一。
在最新一期《科学》上,美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院团队展示了界面生物电子学领域的新突破:他们创造出具有强大半导体功能的新型水凝胶材料。这种新型蓝色凝胶能够在水中像海蜇一样浮动,同时还具有出色的半导体功能,可实现生物组织与机器之间的信息传输。
芝加哥大学普利兹克分子工程学院研究人员开发出了一种水凝胶,具有在活体组织和机器之间传输信息所需的半导体能力,既可用于植入式医疗设备,也可用于非手术应用。图片来源:芝加哥大学普利兹克分子工程学院
理想的用于连接电子组件和活体组织的材料应当是柔软、可拉伸且亲水的,类似于水凝胶。而半导体材料通常比较硬、脆且不亲水,无法像水凝胶那样在水中溶解。如果将半导体用于起搏器、生物传感器及药物递送装置等生物电子器件,这些缺点构成巨大障碍。
此次新材料展现出了高达81千帕的组织级模量、最大可达150%的拉伸性和高达1.4平方厘米/伏秒的载流子迁移率。这表明,这种既具有半导体特性,又具备水凝胶属性的材料,满足了作为理想生物电子界面的所有要求。
由于可植入生物电子设备与组织直接接触,所以要能随组织一同变形,从而形成高度紧密的生物界面。
传统的水凝胶制备方法是将某种材料溶解于水中,再加入使溶液变为凝胶状态。然而半导体材料通常都不溶于水。为此,团队开发了一种溶剂交换工艺。不是将半导体溶解在水中,而是将其溶解在与水混溶的有机溶剂里。接着,他们利用溶解的半导体和水凝胶前体来进行制备。
最初的产物是一种有机凝胶,团队再将整个材料体系浸泡在水中,使有机溶剂溶解并允许水渗入其中。最终得到的材料可以广泛应用于多种具有不同功能的聚合物半导体。
值得注意的是,与传统的水凝胶相比,这种新材料不仅改善了生物功能,还在多个方面表现出了超越单纯水凝胶或半导体材料的能力,实现了更好的综合效果。
这一研究目前主要将解决生化传感器和心脏起搏器等植入式医疗设备所面临的挑战,但其还有许多潜在的非侵入性应用,譬如更精确地读取皮肤数据、改善伤口护理等。该材料具有极其柔软的机械性能与高含水量,这些都与活体组织相似。同时,它还具有多孔性,这意味着还可以运输各种营养和化学物质。而当所有这些特性相结合,新型水凝胶就会成为组织工程和药物递送中最有用的材料之一。
总编辑圈点:
这一研究目前主要将解决生化传感器和心脏起搏器等植入式医疗设备所面临的挑战,但其还有许多潜在的非侵入性应用,譬如更精确地读取皮肤数据、改善伤口护理等。该材料具有极其柔软的机械性能与高含水量,这些都与活体组织相似。同时,它还具有多孔性,这意味着还可以运输各种营养和化学物质。而当所有这些特性相结合,新型水凝胶就会成为组织工程和药物递送中最有用的材料之一。
3月17日记者获悉,哈尔滨医科大学公共卫生学院副院长、教授田懋一与副研究员叶鹏鹏团队在一项研究中提出,应将预防老年人跌倒与国家基本公共卫生服务中各项服务流程融合起来。该研究全面梳理了 未来的足球场,人工智能(AI)当“大脑”?《自然·通讯》19日发表一项来自谷歌深度思维的最新成果,研究团队报告了一个名为“TacticAI”的系统,能在足球比赛中预测角球结果并提供实际且准确的战 据法新社巴黎3月15日报道,15日发布的一项新的重要分析称,影响神经系统的疾病——如中风、偏头痛和痴呆症——已经超过心脏病,成为全球范围内导致人们健康损害的主要原因。 科技日报从哈尔滨工业大学获悉,北京时间2024年3月20日8时31分28秒,“天都一号”“天都二号”通导技术试验星伴随探月工程四期鹊桥二号中继星任务搭乘长征八号遥三运载火箭从文昌航天发射场发射 自2023年以来,人工智能的“触角”已延伸到生活的方方面面。其中,“人工智能+情感”的赛道正悄然崛起。目前,国内外已经出现了多款较为成熟的AI伴侣应用。不少网友在社交媒体上晒出了与自己“AI 3月21日上午,全球首列氢能源市域列车在中车长客股份公司(以下简称“中车长客”)试验线上进行了时速160公里满载运行试验。当日试验过程中,车以160公里/小时速度运行的列车,每公里实际运行平均能耗 。本文链接:水凝胶半导体材料问世 可作为理想生物电子界面http://www.sushuapos.com/show-2-9070-0.html
声明:本网站为非营利性网站,本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。
上一篇: “AI代理”:科技企业竞逐的新赛道
下一篇: 超860吨“大碗”,吊装就位!