據最新一期《自然·材料》雜志報道，美國麻省理工學(xué)院領(lǐng)導的國際團隊開(kāi)發(fā)出一種不含金屬的、類(lèi)似果凍的材料，它像生物組織一樣柔軟和堅韌，同時(shí)可像傳統金屬一樣導電。這種材料可制成打印墨水，有朝一日或成為功能性凝膠基電極，且具有生物組織的外觀(guān)和手感。
研究人員表示，膠狀電極有可能取代金屬來(lái)刺激神經(jīng)，并與心臟、大腦和身體其他器官連接。
研究人員希望導電聚合物和水凝膠的結合將產(chǎn)生一種靈活的、生物相容的和導電的凝膠。但到目前為止制造的材料要么太脆弱，要么電氣性能很差。為了分別保持導電聚合物和水凝膠的電氣和機械強度，這兩種成分應該以一種略有排斥的方式混合，這種狀態(tài)被稱(chēng)為相分離。在這種略微分離的狀態(tài)下，每種成分都可將各自的聚合物連接起來(lái)，形成細長(cháng)的微觀(guān)鏈，同時(shí)也可以作為一個(gè)整體混合。
研究人員將其稱(chēng)為具有電氣和機械性能的“意大利面”。其中“電氣意大利面”是一種導電聚合物，可通過(guò)材料傳遞電流；而“機械意大利面”就是水凝膠，可傳遞機械力，而且由于它也是連續的，所以很堅韌有彈性。
研究人員調整了配方，將“意大利面”煮成墨水，通過(guò)3D打印機輸入，并打印到純水凝膠薄膜上，圖案類(lèi)似于傳統的金屬電極。
研究人員將打印的果凍狀電極植入大鼠的心臟、坐骨神經(jīng)和脊髓。在動(dòng)物身上測試了長(cháng)達兩個(gè)月后這些設備始終保持穩定，幾乎沒(méi)有導致周?chē)M織產(chǎn)生炎癥或疤痕。電極還能夠將來(lái)自心臟的電脈沖傳遞給外部監測器，并將微小脈沖傳遞到坐骨神經(jīng)和脊髓，進(jìn)而刺激相關(guān)肌肉和四肢的運動(dòng)。
研究人員設想，未來(lái)這種新材料能應用于心臟手術(shù)患者的恢復，可用作器官和長(cháng)期植入物（包括起搏器和深部腦刺激器）之間的軟電子接口。（記者張佳欣）
