芝加哥大學開發新水凝膠半導體材料

芝加哥大學普里茲克分子工程學院（PME）最近開發出一種嶄新的水凝膠半導體材料，有望改變腦機介面、生物傳感器和心律調節器等醫療設備的設計。這項研究發表在《科學》雜誌上，並由該學院助理教授王思宏帶領的團隊完成，解決了半導體與生物組織界面不兼容的問題。

圖一

理想的生物電子材料應該柔軟、可拉伸且親水，能夠與活體組織自然融合。然而，傳統的半導體材料通常堅硬、脆弱且疏水，不易與生物組織兼容。該研究團隊重新設計了水凝膠的製造方法，將半導體與水凝膠結合，製成一種藍色、類似海蜇的凝膠，既具備半導體的導電性能，又具有水凝膠的柔軟特性。

新材料展示了柔軟性、延展性和高導電性，符合理想的生物電子界面要求。它的模量達到組織級別的81 kPa，伸展性達到150%，載流子遷移率高達1.4 cm2/V·s。這些特性使其在與人體組織連結時能保持穩定的電性能，同時也具備高度的親水性，便於與生物組織形成緊密界面。
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