水凝胶电子器件初次*D打印造备

植入生命体的电子器件，能够是柔嫩而有温度的。记者从西湖大学工学院得悉，该院特聘研究员周南嘉团队开发了一种水凝胶支持基量和一种银—水凝胶复合导电墨水，在国际上初次通过*D打印造备出封拆内部电路的一体化水凝胶电子器件。相关研究功效12月20日颁发在国际期刊《天然·电子学》上。

“外来”的质料会被人体识别，产生必然的排异反响，好比治疗骨折用的钢钉、种植用的牙齿，甚至材量柔嫩的人工耳蜗。面临电子器件进入身体后的“为难”，水凝胶被科学家寄予厚望，因为它同时具备柔韧性和优良的生物兼容性。

“水凝胶无处不在，好比隐形眼镜、小伴侣玩的水晶泥。”周南嘉介绍，传统的水凝胶电子器件，就是用水凝胶把电路“包裹封拆”起来，在核心的电路部门，仍然是坚硬的金属。

团队此次研究的打破点在于，把水凝胶电子器件中的金属部门也“同一”成水凝胶的形态。

团队起首在质料的设想办法上寻找打破，找到了海藻酸钙—聚丙烯酰胺双收集水凝胶并加以革新。据领会，将海藻酸钙和聚丙烯酰胺合成一整块水凝胶的办法，固然常见但贫乏灵敏性。他们把那两种水凝胶的固化分红了两个独立步调——先固化海藻酸钙，然后再“打碎”细化成为微凝胶微颗粒。

如斯一来，那种凝胶颗粒中除了海藻酸钙，还包罗了丙烯酰胺单体、交联剂和自在基引发剂，粒径在20微米摆布，能够做为*D打印的“支持基量”。打印完成后，可再通过加热引发聚丙烯酰胺的固化，让电子器件最末定型。

微凝胶颗粒是流体形态的，能够做为打印电子器件的“基量”，那能否通过革新，让那种微凝胶颗粒能够导电，用来打印电子器件的电路部门？颠末频频试验，研究人员找到了打破点——将微凝胶颗粒与少量微米银片以及添加剂混合，造成导电墨水质料。那种导电水凝胶墨水能够通过嵌入式打印的办法，在微凝胶颗粒的基量中自在构建具有三维构造的柔性电路。

在此根底上，团队造备了可用于供给电刺激的全水凝胶电极，那种电极能通过简单的手术缠绕在小鼠的坐骨神经上。在1Hz频次的脉冲式电压刺激下，*D打印电极可在低达100mV的电压下引起小鼠腿部的规律大角度运动。做为对照的离子导电水凝胶的电极，在2*0mV的驱动电压感化下也只可勉强引发小鼠腿部细小运动。

西湖大学博士后、论文第一做者惠岳暗示，那一套手艺办法，能够在个性化定造可植入电子器件范畴阐扬重要感化。（科技日报 做者洪恒飞 沈是 江耘）