麻省理工学院的科学家开发出一种柔软、可印刷、无金属的电极

行业资讯1年前 (2023)发布 深山闲士
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一种新的果冻状材料可以代替金属作为起搏器、人工耳蜗和其他电子植入物的电气接口。

这种新物质是一种强大的导电聚合物水凝胶,可以为传统植入物提供无金属替代品。

麻省理工学院的科学家开发出一种柔软、可印刷、无金属的电极

“这种材料的工作原理类似于金属电极,但它是由与我们的身体相似且含水量相似的凝胶制成的,”医疗设备初创公司 SanaHeal 的联合创始人 Hyunwoo Yuk 说。“它就像人造组织或神经。”

最大的挑战是开发一种既导电又坚固的材料。之前将导电聚合物与水凝胶混合的尝试导致材料要么太脆要么电性能差。

研究人员开发了一种新的“配方”,可以改善这两种组件的电气和机械性能。他们以一种很容易相互排斥的方式混合它们,形成微观的、连续的股线,形成坚固的导电结构。

“我们相信,我们第一次拥有一种坚韧、坚固、果冻状的电极,它有可能取代金属来刺激神经并与心脏、大脑和身体其他器官接触,”机械工程教授 Xuanhe Zhao 补充道。以及麻省理工学院的土木与环境工程专业。

Zhao 和 Yuk 首先在 Nature Materials 上发表了他们的研究结果。该研究的共同作者包括第一作者、前麻省理工学院博士后、现任宾夕法尼亚州立大学助理教授的周涛,以及来自江西科技师范大学和上海交通大学的同事。

然后将“电热面条”制成可打印的墨水,将其模制成植入物并成功地在大鼠身上进行了测试。它表现出稳定的性能,并且对周围组织的炎症或疤痕造成的影响很小。

这种材料可以使新一代更灵活和生物相容的电子植入物成为可能。

“我们小组的目标是用果冻之类的东西代替体内的玻璃、陶瓷和金属,这样危害更小,性能更好,使用寿命更长,”赵说。“那是我们的希望。”

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