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。

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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。

該研究的第一作者戴亞昊（譯音）表示，這種材料能夠在植入組織後與人體組織同步變形，有助於實現更緊密的界面接觸，使得生物電子設備能更有效地傳遞信號。這項技術特別適合於製造植入式醫療設備，例如生物化學傳感器和心律調節器等。同時，該材料還具有非手術應用的潛力，例如用於皮膚表面傳感器或改善傷口護理。

王思宏教授補充道，水凝膠的柔軟度與高含水量使其成為組織工程和藥物遞送的理想材料。此外，水凝膠的多孔結構允許營養物質和化學物質的高效傳輸，這種特性在生物醫療領域具有廣泛的應用前景。

這項研究成果為生物電子學領域開創了新的方向，有望推動未來生物醫療設備的設計與應用，實現更高效且安全的生物電子介面，為患者提供更優質的醫療護理。