浙江大学吴子良/郑强：基于图案化水凝胶的自成型软电子设备

由于水凝胶基质与生物组织的相似性，基于水凝胶的软电子 (HSE) 有望作为可植入设备。大多数现有的 HSE 设备都基于导电水凝胶，这些水凝胶通常具有较弱的机械性能、低导电性和较差的可图案性。最近，浙江大学团队报道了 HSE 具有良好的机械性能、高灵敏度和多功能，通过将液态金属模板印刷在坚韧的水凝胶上，促进了多个传感单元的集成。

图1 具有图案化 LM 的 HSE 的制造和多功能性。

通过在水凝胶基质中产生梯度结构，HSE 具有自成形能力。由此产生的 HSE 主动变形为具有零或非零高斯曲率的 3D 配置，以固定在具有复杂几何形状的物体或器官上，并保持传感功能。通过监测稻田鳗的运动和兔心脏的跳动，证明了这种 HSE 的多功能性和潜在应用。这种基于变形基板的 HSE 应该为具有更好固定和与器官界面接触的可植入电子设备铺平道路。变形水凝胶设备的概念可以扩展到其他以响应聚合物薄膜或弹性体为基材的软电子设备。

图2 HSE 对机械应变的传感性能。

图3 自成型HSE的制备和传感性能

图4 具有变形能力的HSE集成传感功能。

图5 通过自我塑造 HSE 监测动物/器官的运动。

相关论文以题为Self-Shaping Soft Electronics Based on Patterned Hydrogel with Stencil-Printed Liquid Metal发表在《Advanced Functional Materials》上。通讯作者是浙江大学吴子良教授；共同作者是郑强教授等人。

参考文献：

https://doi.org/10.1002/adfm.202105481