近年來(lái),人們將生物材料與柔性電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合,以天然材料為重要、關(guān)鍵乃至核心材料,實(shí)現(xiàn)了各種新型功能化微納結(jié)構(gòu)、器件與集成系統(tǒng)——這已成為柔性電子的一個(gè)重要的前沿研究方向、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。2017年,吉林大學(xué)王麗麗副教授和中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所沈國(guó)震研究員總結(jié)了生物材料在柔性電子設(shè)備中的應(yīng)用(Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 6764-6815)。最近,他們?cè)谇捌诘墓ぷ骰A(chǔ)上,又在Advanced Functional Materials上發(fā)表了題為《植物材料在綠色電子皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用》(Plant-Based Modular Building Blocks for “Green” Electronic Skins)的文章。
在本次刊發(fā)的“植物材料在綠色電子皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用”一文中,作者詳細(xì)闡述了過(guò)去幾年里,以植物(及衍生物)材料為原材料在綠色電子皮膚上的最新研究(圖1),其機(jī)械性能迅速提升,生物功能(可再生性、生物兼容性及生物可降解性)也獲得很大改善。目前來(lái)自于自然界靈感開(kāi)展柔性電子的相關(guān)研究得到廣泛關(guān)注,從植物中尋求一種前所未有的生物學(xué)材料的設(shè)計(jì)靈感將會(huì)革新新一代的信息功能材料。針對(duì)植物基功能材料應(yīng)用在綠色電子皮膚的優(yōu)勢(shì)及所面臨的挑戰(zhàn),沈國(guó)震研究員團(tuán)隊(duì)總結(jié)了目前植物基綠色電子皮膚所獲得的最近進(jìn)展,并從植物材料的生物學(xué)性能角度出發(fā)(圖2),針對(duì)其作為支持材料,活性單元和結(jié)構(gòu)模板等方面對(duì)其未來(lái)的發(fā)展及商業(yè)化進(jìn)行了展望。
圖1. 天然植物(及衍生物)材料在電子皮膚領(lǐng)域應(yīng)用
在性能改進(jìn)方面,植物(及衍生物)材料具有輕質(zhì)量、高柔性、高拉伸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn),使其電學(xué)性能和機(jī)械性能得到明顯的改善。以該類材料制備的電子皮膚具有優(yōu)異的探測(cè)能力對(duì)各種生理信號(hào)(壓力、溫度、濕度、肌肉運(yùn)動(dòng)、脈搏、心跳……)。在電子產(chǎn)品消費(fèi)快速產(chǎn)生的電子垃圾方面,目前已有大量低污染、高生物適應(yīng)性、可生物降解的植物材料應(yīng)用于綠色電子皮膚,充分展現(xiàn)了其良好的商業(yè)化前景并極大的減小了對(duì)環(huán)境的污染。在未來(lái)綠色電子皮膚研究工作中,進(jìn)一步探明生物材料結(jié)構(gòu)-功能-性質(zhì)之間的關(guān)系將成為未來(lái)各個(gè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
圖2. 植物材料的生物學(xué)性能
該成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》(Advanced Functional Materials, 2018, DOI: 10.1002/adfm.201804510)上,吉林大學(xué)王麗麗副教授為第一作者,中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所婁正副研究員和沈國(guó)震研究員為通訊作者。相關(guān)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的大力支持。
論文鏈接:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/cs/c7cs00278e
- 北京大學(xué)邵元龍《Adv. Mater.》綜述:用于組織電子設(shè)備接口的生物材料基纖維狀植入式探針 2025-06-27
- 陳學(xué)思院士/田華雨教授/方華攀副教授 AHM:生物材料在腦部疾病中的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 2025-06-08
- 武漢輕工大學(xué)朱鏈/未本美、湖北工程學(xué)院汪海波 Polym. Rev.: 膠原生物材料的最新進(jìn)展 - 從提取、交聯(lián)到組織再生 2025-03-21
- 中國(guó)科大龔興龍教授團(tuán)隊(duì) AFM:天然皮膚啟發(fā)的多功能柔韌皮革基電子皮膚 2025-05-27
- 西南林大杜官本院士、楊龍研究員團(tuán)隊(duì) Nano lett.:面向水下電子皮膚的溫控響應(yīng)纖維素基 Janus 智能水凝膠 2025-05-09
- 福大楊黃浩教授/張進(jìn)教授、福醫(yī)大附一醫(yī)院吳巧藝主任醫(yī)師 AFM:氧化應(yīng)激驅(qū)動(dòng)的多模態(tài)抗菌電子皮膚貼片用于慢性傷口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與治療 2025-02-24
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 北化曹鵬飛/李崚灣、天大陳...
- 不列顛哥倫比亞大學(xué)姜鋒教授...
- 西北師范大學(xué)王榮民、宋鵬飛...
- 中國(guó)科大陳昶樂(lè)/鄒陳團(tuán)隊(duì) JA...
- 南科大楊燦輝團(tuán)隊(duì) Nat. Comm...
- 南京大學(xué)胡晶磊、胡文兵 PNA...
- 四川大學(xué)易增/李旭東團(tuán)隊(duì):...
- 北化徐福建/段順、北京口腔...
- 中山大學(xué)吳丁財(cái)/黃榕康/鄭冰...
- 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所侯...
- 深大王奔等 Adv. Sci.: 磁場(chǎng)...