你是否曾为手机贴膜时的气泡和灰尘困扰而当被贴物换成跳动的心脏, 布满沟回的大脑, 或细如发丝的神经时, 难题将呈几何级放大. 这一次, 中国科学家从延续千年的印刷术中汲取灵感, 给出了一个举重若轻的答案:用一滴水, 完成一场电子器件的“完美贴膜”. 9月11日, 中国科学院化学研究所宋延林研究员团队联合首都医科大学北京天坛医院, 新加坡南洋理工大学等多个研究机构, 在期刊发表了一项突破性技术——“ ……
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你是否曾为手机贴膜时的气泡和灰尘困扰而当被贴物换成跳动的心脏, 布满沟回的大脑, 或细如发丝的神经时, 难题将呈几何级放大. 这一次, 中国科学家从延续千年的印刷术中汲取灵感, 给出了一个举重若轻的答案:用一滴水, 完成一场电子器件的“完美贴膜”. 9月11日, 中国科学院化学研究所宋延林研究员团队联合首都医科大学北京天坛医院, 新加坡南洋理工大学等多个研究机构, 在期刊发表了一项突破性技术——“液滴打印”(Drop-printing). 这项技术成功解决了超薄柔性电子器件在复杂生物表面难以无损贴合的难题, 为脑机接口, 神经修复和可穿戴医疗设备等领域开辟了新的技术路径. “液滴打印”技术的核心, 是利用液滴作为媒介, 在超薄膜与目标表面之间构建一个液体润滑层. 该液体层不仅借助毛细作用将薄膜自然贴合至复杂曲面, 还使得薄膜在变形过程中能够自由地微小滑移, 从而动态释放应力, 避免断裂. 简单来说, 就像在贴膜时加了一层“水态润滑剂”, 膜不再是“硬碰硬”地压上去, 而是“浮”在液面上自适应贴合——既精准, 又无伤. 该技术可适用于多种液体, 通过调控液滴成分(如添加细胞营养液或生物胶), 还能实现细胞薄膜转移或水下黏附, 极大扩展了其在生物环境中的适用性. 在实验中, 研究团队成功将厚度仅150纳米的金膜完整贴合在微米级的草履虫表面, 蒲公英绒毛乃至贝壳的复杂纹理上——这些场景对传统转印技术来说几乎是“不可能的任务”. 更令人惊讶的是活体实验:研究人员将超薄硅基电子膜通过液滴打印技术“贴”至小鼠的坐骨神经和大脑皮层, 随后通过光刺激, 成功触发小鼠腿部规律运动, 并同步采集到清晰的神经电信号. 这意味着, 他们不仅实现了器件贴合, 更构建出一个稳定无损且能够精准工作的神经电子接口. 这一切, 没有使用外力压迫, 没有黏合剂, 也没有对组织造成任何可见损伤. 宋延林表示, 在当前柔性电子技术发展中, “如何贴得好”几乎与“如何做得好”同样关键. 超薄器件极易在贴合过程中因应力集中而损坏, 成为制约其应用的瓶颈之一. “液滴打印”技术从原理层面提出并验证了“通过液相界面调控实现应力释放”的途径. 它不仅适用于目前热门的脑机接口和神经调控器件, 也可拓展至可穿戴设备, 智能传感, 组织工程甚至微纳制造等领域. 正如宋延林所说:“随着科技的进步, 推动文明发展的印刷术将不断焕发新的生机”. 液滴打印技术的出现, 为柔性电子集成打开了一扇新的大门.
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