用光打印电极,让皮肤和衣物变身传感器
作者: aeks | 发布时间: 2025-12-16 00:03 | 更新时间: 2025-12-16 00:03
学科分类: 化学工程与技术 材料科学与工程 生物医学工程 电子科学与技术
林雪平大学有机电子实验室(LOE)的助理教授塞诺丰·斯特拉科萨斯表示:“我认为这是一项突破。这是另一种制造电子器件的方法,更简单且无需昂贵设备。”
LOE的科学家们专注于导电塑料(又称共轭聚合物)的研究,以推动可再生能源、医疗技术等领域的发展。这类材料兼具金属和半导体的功能特性,以及塑料的柔韧性和轻量化特点。
聚合物由长链碳氢化合物构成,链中的每个单元称为单体,单体连接形成聚合物的过程称为聚合。传统聚合常使用强腐蚀性或有毒化学物质,这限制了工艺的规模化以及材料在医疗等领域的安全应用。
诺尔雪平校区的研究人员与隆德和新泽西的同事合作,开发出一种仅需可见光即可实现聚合的技术。这一进展依赖于他们专门设计的水溶性单体。由于单体在可见光下就能激活,制造电极不再需要有毒化学物质、有害紫外线或额外的加工步骤。
“我们可以在玻璃、纺织品甚至皮肤上制造电极,这开辟了更广泛的应用领域。”斯特拉科萨斯说。
实际应用中,将含单体的溶液涂在表面,通过激光或其他光源在材料上扫描,就能在需要的位置直接形成精细图案的电极。未发生聚合的溶液部分可冲洗掉,留下成品电极。
LOE研究员、发表在《德国应用化学》上的论文第一作者托比亚斯·亚伯拉罕松表示:“这种材料的电学性能处于前沿水平。它既能传输电子也能传输离子,可与人体自然‘沟通’,温和的化学特性确保组织能够耐受——这种组合对医疗应用至关重要。”
研究团队通过在麻醉小鼠皮肤上直接光图案化电极进行了测试,结果显示,与传统金属脑电图电极相比,低频脑活动的记录效果显著提升。
亚伯拉罕松补充道:“由于这种方法适用于多种表面,我们可以想象将传感器植入服装中。此外,该方法还可用于大规模制造有机电子电路,且无需危险溶剂。”