一张聚合物水凝胶连着一个矩阵的岛屿(红色),可以封装半导体芯片等电子元器件,LED灯和温度传感器。
未来的创可贴,包含集成电子产品了。创可贴由水凝胶可以把发光二极管和温度传感器嵌入到它的结构。微量药物水库和交付渠道也可以集成到创可贴这将使交付的药物在生物信号变化而如体温、血糖水平。
当创可贴延伸应用于灵活的区域,如膝盖和手肘,嵌入式电子产品和功能保持不变。水凝胶矩阵,橡胶材料组成的水,是主要的组件的可伸缩的创可贴旨在强烈结合金、铝、钛、玻璃陶瓷和硅。
研究小组在麻省理工学院由Xuanhe赵领导确定,各种电子产品,如半导体芯片、led灯、导电线和温度传感器可以嵌入到水凝胶。这些嵌入式电子产品不必局限于表面的皮肤,但他们也可以植入皮肤下表面。这将是有用的葡萄糖传感器或软生产生物相容性的兼容神经探针。
电子通常是又硬又干,但人体柔软又湿。这两个系统都有截然不同的属性。如果你想把电子产品与人体密切接触的应用,如卫生保健监测和药物输送,使电子设备软非常值得和可伸缩的符合人体的环境。可伸缩的动机的水凝胶电子产品。
Xuanhe赵-麻省理工学院
一个强大和有弹性的债券
一般合成水凝胶往往是艰难的和僵化,使它们很难被拉伸,脆性较弱键向其他表面。
他们经常在当前阶段作为可降解生物材料。亚博网站下载如果你想做一个电子设备的水凝胶,你需要考虑长期稳定的水凝胶和接口。
Xuanhe赵——麻省理工学院
麻省理工学院研究小组开发了一种新的、强大的水凝胶的设计。这部小说水凝胶是由特定生物聚合物混合少量的水,导致软、弹性材料的刚度达到10 kPa不等。这个硬度相当于人体组织的刚度。新开发的材料也能强烈地结合与几个无孔的表面。
水凝胶的各种应用程序说明了通过不同的技术团队。其中包括钛丝的封装,可以用作一个可伸缩的、透明的导体。发现尽管反复拉伸钛线导电率保持不变。
另一个测试由团队是将数组的LED灯嵌入一张水凝胶。是观察数组保持功能即使板固定在身体的不同部位,横跨高度灵活的关节如膝盖和肘部。
一个通用的矩阵
团队接着嵌入多个电子元件在水凝胶中创建一个“聪明的伤口敷料”,定期由温度传感器放置小药物嵌入水库。便利的途径,这是药流,被插入在水凝胶中创建的管道或钻小孔通过矩阵。
药物可以在特定位置发布需求基于皮肤的温度在这个位置
团队决定,穿衣时放置在身体和受到拉伸,它继续监控皮肤温度和释放药物所指示的传感器的读数。这种技术可以立即作为一种灵活的、按需治疗烧伤的伤口或其他皮肤病。
这是一个非常通用的矩阵。独特的功能是,当一个传感器感知不同的东西,像一个异常温度的增加,对需求的设备可以释放药物的具体位置和选择特定的药物从一个水库,它可以分散在水凝胶矩阵随时间持续释放。
Hyunwoo趣事——麻省理工学院
水凝胶可以作为生物相容性运载工具嵌入电子产品,如葡萄糖传感器,在体内。当传统的葡萄糖传感器植入人体引起异物反应免疫系统,导致传感器被覆盖着浓密的纤维。这种免疫反应迅速呈现传感器是不活跃的,这意味着他们必须regularaly取代。
历史水凝胶用于外套葡萄糖传感器,以减轻免疫反应然而他们非常脆弱,容易分离在运动。新开发的hydrogel-sensor系统承诺绕过这些问题,也显示了潜在的也被用于神经探针。
大脑是一碗果冻。目前,研究人员正在尝试不同的软材料来实现长期的神经装置的生物相容性。亚博网站下载与合作者,我们建议使用健壮的水凝胶作为神经装置的理想材料,因为水凝胶可以拥有类似的机械设计和生理属性的大脑。
Xuanhe赵——麻省理工学院
这项研究已经发表在《先进材料》杂志上。亚博网站下载