当柔性电子器件需要与人体神经、大脑等复杂曲面完美贴合时,传统方法往往因器件超薄易碎的特性而面临挑战。如今,中国科学院化学研究所宋延林研究员团队开发出一种名为"液滴打印"的创新技术,通过水滴作为媒介,实现了电子器件在生物组织表面的无损贴附,为脑机接口、神经修复等领域开辟了新路径。
这项突破性成果近日发表于国际权威学术期刊《科学》。研究团队联合多家单位,历时数年攻克了柔性电子器件与复杂曲面贴合的难题。传统方法在操作时,器件容易因弯曲或拉伸而破损,尤其是面对大脑沟回、神经纤维等不规则表面时,贴合成功率极低。
"这就像给凹凸不平的手机屏幕贴膜,但膜的厚度只有头发丝的百分之一,且材质脆弱。"研究人员解释道。他们发现,水滴可以作为理想的中间介质:当水滴接触超薄膜时,会通过毛细作用"拾取"器件;将其转移至目标表面后,水滴既能促进膜与组织的贴合,又能像润滑剂般让膜自由滑动,及时释放应力,避免破损。
实验数据显示,该技术能将厚度仅150纳米的金膜完整贴附在微米级的草履虫表面,甚至成功应用于蒲公英绒毛、贝壳纹理等复杂结构。更关键的是,在活体小鼠实验中,硅基电子膜被精准"打印"到坐骨神经和大脑皮层上,实现了光信号到电信号的转换,成功刺激神经引发腿部运动,并同步采集到清晰的神经电信号。
整个过程无需外加压力或黏合剂,完全依靠水滴的自然作用完成。这种"温柔"的操作方式不仅保证了器件的完整性,还展现出良好的生物相容性,为未来临床应用奠定了安全基础。
业内专家指出,这项技术突破了传统柔性电子器件贴装的局限,在脑机接口、神经调控、可穿戴设备等领域具有巨大应用潜力。随着研究的深入,其应用范围可能扩展至组织工程、智能显示等前沿方向,为电子器件的制备与贴合带来全新可能。