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我國科學(xué)家利用一滴水，成功破解超薄器件難以與三維表面貼合的難題。來自中國科學(xué)院化學(xué)研究所等單位的科研人員，開發(fā)出一種名為“液滴打印”的新技術(shù)，能夠?qū)⒊‰娮悠骷暾⒕珳?zhǔn)地轉(zhuǎn)移到各種復(fù)雜三維曲面上，甚至可在活體組織表面實現(xiàn)無損貼合。這一突破性研究成果12日在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

在可穿戴設(shè)備、腦機接口、神經(jīng)修復(fù)等前沿領(lǐng)域，經(jīng)常需要將厚度僅如發(fā)絲的超薄電子器件，貼合于生物組織表面。但由于這類器件極為脆弱，使用一般的貼膜方法容易導(dǎo)致材料斷裂或功能失效。“如何讓電子薄膜在不受損的情況下，緊緊貼合在各種復(fù)雜表面，是柔性電子技術(shù)走向應(yīng)用的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。”中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員宋延林說。

在這項研究中，科研人員受印刷技術(shù)啟發(fā)，別出心裁地利用一滴水作為轉(zhuǎn)印媒介，在薄膜與目標(biāo)表面之間形成液體潤滑層。該液層不僅能產(chǎn)生均勻的毛細作用力，逐步將薄膜“拉貼”至復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面，還能讓薄膜在液體上有限滑動，有效分散應(yīng)力，防止破損。通過調(diào)控液滴成分，還可實現(xiàn)細胞培養(yǎng)、水下粘附等特殊需求。

在實驗中，厚度僅150納米的金薄膜被完美轉(zhuǎn)印到微米級的草履蟲表面、蒲公英纖維乃至活體小鼠的大腦皮層和坐骨神經(jīng)上。科研人員通過光照刺激，成功觸發(fā)小鼠腿部規(guī)律運動，并清晰記錄到相應(yīng)的神經(jīng)電信號，證明轉(zhuǎn)印后的器件與生物組織實現(xiàn)無損貼合并保持功能穩(wěn)定。

宋延林表示，這項技術(shù)無需外部加壓、不需表面預(yù)處理、不使用粘合劑，尤其適用于活體操作與復(fù)雜曲面場景，為發(fā)展新一代可穿戴設(shè)備、神經(jīng)介入式器件及生物集成系統(tǒng)提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。“隨著科技的進步，推動文明發(fā)展的印刷術(shù)將不斷煥發(fā)新的生機。”他說。

（中國科學(xué)院化學(xué)所供圖）

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