金互联系统及其生物应用

构建可伸缩的互联系统,是制造柔性电子器件的关键因素。Jan Vanfleteren及其同事最近在Journal of Polymer Science: Polymer Physics杂志上发表了一篇论文,并介绍了一种在生物相容的弹性体中,利用膜技术制造可伸展互联系统的方法。该技术新颖廉价,且制作的电子器件稳定强韧。

可伸缩电子器件,包括太阳能电池、电池、天线、晶体管等,它们中有些在医药领域能被广泛应用。“我们研究工作的灵感,来源于人们对于能动态变形的电子器件的需求,以及对传感电路的广泛应用前景的渴望,” Vanfleteran说。同时,他也表示,由于该电子器件的优良性能使其具有突出的可伸缩性和生物相容性。这种器件可以用于很多生物领域,例如人造皮肤、可伸缩微电极阵列以及植入电路。

此前,人们常利用金属或是碳纳米管阵列构建可伸缩互联系统。碳纳米管具有很长的使用寿命,但是耐电痕却很高,所以金属的互联系统更加稳定可靠。科研工作者选择研究由聚酰亚胺作为基底的金属电路,因为金具有良好的生物相容性,而且聚酰亚胺能增强金的稳定性。

此项工作应用标准膜技术制造的克伸缩互联系统,具有高度的可靠性,并已通过机械性能循环测试。“与现在最为先进的技术相比,这种技术的方法更为简便且具有更高的性价比;同时它可以使得普通电子元件和具有动态伸缩部件(例如塑料)的超薄芯片实现互连,” Vanfleteran解释道。

研究者认为,这项技术能很好应用于需要将电子芯片和人体相连的各种体系,例如植入系统、体内和体外的载药以及微型全分析电流系统。而且,基于这种设计,可以构建其他系统来优化器件尺寸、寿命、电阻等条件,以满足不同领域的需要。

Vanfleteran 补充说:“我们计划将这种技术构建的可伸缩互联系统应用于人体微环境,同时和微流控技术相结合。硅橡胶的可塑性和金的稳定性,使得金互联系统可以操控微电子泵,电子阀以及其他电路。”