米兰-水凝胶半导体材料问世，可作为理想生物电子界面—新闻—科学网

科技日报北京10月27日电（记者张梦然）在最新一期《科学》上，美国芝加哥年夜学普利兹克份子工程学院团队展现了界面生物电子学范畴的新冲破：他们缔造出具有壮大半导体功能的新型水凝胶材料。这类新型蓝色凝胶可以或许在水中像海蜇一样浮动，同时还具有超卓的半导体功能，可实现生物组织与机械之间的信息传输。

芝加哥年夜学普利兹克份子工程学院研究人员开辟出了一种水凝胶，具有在活体组织和机械之间传输信息所需的半导体能力，既可用在植入式医疗装备，也可用在非手术利用。图片来历：芝加哥年夜学普利兹克份子工程学院

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抱负的用在毗连电子组件和活体组织的材料该当是柔嫩、可拉伸且亲水的，近似在水凝胶。而半导体材料凡是比力硬、脆且不亲水，没法像水凝胶那样在水中消融。假如将半导体用在起搏器、生物传感器和药物递送装配等生物电子器件，这些错误谬误组成庞大障碍。

此次新材料揭示出了高达81千帕的组织级模量、最年夜可达150%的拉伸性和高达1.4平方厘米/伏秒的载流子迁徙率。这注解，这类既具有半导体特征，又具有水凝胶属性的材料，知足了作为抱负生物电子界面的所有要求。

因为可植入生物电子装备与组织直接接触，所以要能随组织一同变形，从而构成高度慎密的生物界面。

传统的水凝胶制备方式是将某种材料消融在水中，再插手使溶液变成凝胶状况。但是半导体材料凡是都不溶在水。为此，团队开辟了一种溶剂互换工艺。不是将半导体消融在水中，而是将其消融在与水混溶的有机溶剂里。接着，他们操纵消融的半导体和水凝胶前体来进行制备。

最初的产品是一种有机凝胶，团队再将全部材料系统浸泡在水中，使有机溶剂消融并答应水渗透此中。终究获得的材料可以普遍利用在多种具有分歧功能的聚合物半导体。

值得留意的是，与传统的水凝胶比拟，这类新材料不但改良了生物功能，还在多个方面表示出了超出纯真水凝胶或半导体材料的能力，实现了更好的综合结果。

这一研究今朝首要将解决生化传感器和心脏起搏器等植入式医疗装备所面对的挑战，但其还很多潜伏的非侵入性利用，比方更切确地读取皮肤数据、改良伤口护理等。该材料具有极为柔嫩的机械机能与高含水量，这些都与活体组织类似。同时，它还具有多孔性，这意味着还可以运输各类营养和化学物资。而当所有这些特征相连系，新型水凝胶就会成为组织工程和药物递送中最有效的材料之一。

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