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中国科学家“液滴打印”突破柔性电子瓶颈,实现超薄膜无损保形贴附

时间:2025-09-14 00:45:02来源:观察者网编辑:快讯

在可穿戴电子设备、脑机接口技术以及神经康复治疗等前沿科技领域,如何让精密电子元件像第二层皮肤一样贴合人体组织,成为制约技术突破的关键难题。传统贴附方式因无法消除材料间的应力,导致超薄金属线路和芯片在接触皮肤、神经或大脑表面时极易断裂,这一瓶颈长期阻碍着柔性电子技术的发展。

中国科学院化学研究所宋延林团队联合首都医科大学附属北京天坛医院、新加坡南洋理工大学等机构,研发出名为"液滴打印"的创新技术。该技术通过精确控制液滴行为,实现了超薄膜材料的无应力转移。当液滴携带薄膜接触目标表面时,会在两者间形成临时润滑层,使薄膜在贴附过程中产生局部滑动,从而动态释放应力,避免材料因过度拉伸而破损。

研究团队通过调控液滴与接触面的三相接触线,将薄膜转移精度提升至微米级。实验显示,这项技术不仅能将纳米级厚度的金属、硅等脆性电子膜无损转移至光纤、植物表面甚至活体细胞上,还能通过调整液滴成分实现干细胞膜转移和生物粘附等特殊功能。在动物实验中,科研人员成功将超薄硅基电子膜贴附在小鼠神经和脑部表面,构建出无损且贴合度极高的生物电子界面,实现了高时空分辨率的红外光神经调控。

该成果突破了柔性电子器件与生物组织融合的技术障碍,为脑机接口、智能医疗设备等领域提供了核心解决方案。相关研究论文已发表于国际顶级学术期刊《Science》,展示了液滴打印技术在不同基底上的应用效果,包括在草履虫表面转移金薄膜、在光纤上沉积石墨烯纳米片、在玻璃管上贴附硅膜,以及在大鼠模型中构建的"脑机接口"系统。

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