软电子

在过去的几十年里，神经接口在揭示神经网络和帮助瘫痪患者方面发挥着至关重要的作用。随着顺应性和长寿命成为神经接口的关键问题，柔性材料越来越多地参与此类器件的开发。然而，由于聚二甲基硅氧烷( PDMS )与硅微加工技术的不相容性，金属与PDMS之间的热膨胀系数不同，使得PDMS器件的发展受到了困扰。这里，采用中间的Parylene A C层，通过单一的Awafer加工，开发了PDMSA基电极阵列，该电极阵列制作稳定、简单，易于微型化和与其他元件集成。研制的电极阵列可通过小鼠体内实验检测视觉诱发电位( VEPs )。共形接触和高空间分辨率是通过检测所有16个通道的有区别的VEP来实现的。为考察电极尺寸对信号质量的影响，采用了3种不同直径的20 ~ 120°µ m，导致电极尺寸与信号质量之间没有明确的相关性。所研制的器件显示了PDMSHA基生物电子学在各种应用中的潜力，其灵活性和符合性以及器件的鲁棒性都是需要的。

三维( 3D )结构的符合靶器官或组织轮廓的软电子器件是生物医学器件稳定植入的首选。然而，沉积在软材料上的金属图案，特别是聚二甲基硅氧烷( PDMS )，会在基底膨胀后产生微裂纹或断开。一种生成三维结构软器件的方法是将流体注入由PDMS和Parylene层组成的选择性粘结二维结构的无粘结区域。这项工作概述了3D软生物电子器件的发展，包括优化的制造工艺，以稳定的金属图案，即使是通过流体注入的基板扩张。在选择性键合过程中，等离子掩膜的溅射材料和溅射金属下面使用的中间丙烯层的厚度显著影响金属图形裂纹的产生。选用射频溅射钛掩模，在基于PDMS基底的中间Parylene层上制作无裂纹金属图案。此外，通过有限元分析，优化了注液后中间Parylene层的厚度，得到了稳定完整的金属型。研制的软生物电子器件成功地演示了作为袖带电极在体内记录和刺激周围神经的能力。本研究开发的优化工艺不仅使软3D电子器件适用于具有3D曲率的内脏器官或组织，而且为利用光刻、金属溅射等传统微细加工工艺在软可膨胀基底上制备柔性电子提供了一种很有前景的方法。

自供电触觉和压力传感器是新型智能电子器件的关键部件之一，无需外部电源即可感知各种外部物理刺激。随着自供电触觉传感器在健康状态和运动性能检测方面的潜在应用，受到了广泛关注。然而，制备具有可拉伸性、灵活性和低检测限的自供电触觉传感器仍然是一个挑战。本工作以简单的制作工艺和低廉的成本，演示了一种具有多级结构聚二甲基硅氧烷( PDMS )摩擦电层和PDMS /共晶镓铟( EGaIn )合金复合电极的自供电式摩擦电触觉传感器。0.23   Pa (实验)和7 mPa (计算)的检出限是目前报道的自供电摩擦电触觉传感器的研究现状。利用这种优良的特性，利用这种自供电的摩擦电触觉传感器实现了对人体手腕脉搏的监测。此外，由于摩擦电纳米发电机的工作机理，这种自供电的摩擦电触觉传感器表现出对拉伸的不妥协弹性甚至明显的损伤。