给手机贴膜尚且易出现气泡、边缘翘起,要在大脑皮层等凹凸不平、动态变化的生物组织表面“贴”超薄电子器件,难度不言而喻。近日,中国科学院化学研究所团队攻克这一难题,创新研发“液滴打印”技术,仅用一滴水就能让超薄电子器件无损贴合复杂曲面,甚至成功将超薄硅基电子膜贴在动物大脑皮层上。
该技术的核心,是借助一滴水构建液体润滑界面。科研人员先用水滴拾取电子薄膜,再将其释放到目标表面,此时水滴留存于薄膜与生物组织之间。
这层水不仅能产生毛细力助力贴合,还像“润滑油”般动态释放贴合过程中产生的应力,避免器件因应力集中而破裂。
同时,液滴中微量高分子材料可调控三相接触线运动,大幅提升转印精度,实现“贴得好、印得准、膜不破”。
液滴打印实现薄膜的无应力保形贴附
实验数据印证了技术实力:厚度仅150纳米(约为头发丝尺寸几百分之一)的金膜,能完好贴合在草履虫、蒲公英纤维等微米级结构表面。
也能将超薄硅基电子膜打印到动物坐骨神经和大脑皮层后,通过光刺激可触发小鼠腿部规律运动,还能同步采集清晰神经电信号,证明电子膜与动物组织实现无损保形贴合。
中科院表示,“液滴打印”技术有望广泛应用于脑机接口、神经调控、可穿戴设备、生物制造等领域。
超薄金膜保形贴附在皮肤表面