新闻资讯

您的位置: > 首页 > 新闻资讯 > 【综述】柔性混合电子技术开启数字健康大门

【综述】柔性混合电子技术开启数字健康大门

发布时间:2019-09-02 访问次数:356次 来源: 分享:

人体是巨大的信息融合体,包括生理电、光、声、生化、机械变形等生理信号,获取这些人体生理信息是实现数字化医疗的基础。传统刚性器件不能与人体完美集成,导致器件易受到运动伪影、外界噪音的干扰,不能精准感知人体微弱生理信号。柔性电子技术近年来随着先进材料、力学结构设计、新型制备方法的创新,得到了广泛的研究和应用,它颠覆性改变了传统无机固体器件刚性的物理形态,极大促进了人-机-物三元融合,给全球数以亿计的慢病患者带来了福音。


近日,清华大学冯雪教授团队系统综述了柔性混合电子器件的发展脉络,全面定义了柔性混合电子的概念,并聚焦柔性生理电器件、柔性光电器件、柔性声学器件、柔性类皮肤功能器件和柔性生化检测器件在数字健康医疗领域的应用进展,为柔性混合电子器件的进一步发展和医疗应用提供了重要的指导。


冯雪教授团队从柔性混合电子技术在材料和结构方法的发展历史出发,总结了柔性混合电子实现的两种主要途径,其一是通过材料的创新,发展本征具有柔性或者可延展的电子功能材料,如有机半导体材料、纳米复合材料、液态金属以及有机导电聚合物等。而另一种方法是引入力学结构的设计,如经典的屈曲结构、可延展蛇形导线结构以及新型折纸/剪纸结构,通过结构的大转动小应变来适应外加荷载而保证材料本身不破坏。随后冯雪教授团队系统地阐述了柔性混合电子器件在生物医学方面的应用,包括柔性生理电器件、柔性光电器件、柔性声学器件、柔性类皮肤功能器件和柔性生化检测器件5个部分。

图1. 用于生理参数监测的柔性混合电子:柔性生理电器件、柔性光电器件、柔性声学器件、柔性类皮肤功能器件和柔性生化检测器件


典型应用包括:图2所示的一种能够在体温驱动下自动攀爬至外周神经束上的三维螺旋形缠绕电极,依靠自然粘附形成稳定且柔性的电极-神经束界面;图3所示的基于电化学双通道的柔性无创血糖测量器件,通过离子导入的方式改变组织液渗透压,调控血液与组织液渗透和重吸收平衡关系,驱使血管中的葡萄糖按照设计路径主动、定向地渗流到皮肤表面,从而实现血糖的高精度测量。

图2. 基于柔性混合电子技术的自攀爬三维螺旋电刺激器件


图3. 基于柔性混合电子技术的柔性无创血糖测量器件


该综述文章近期受邀发表在国际材料科学领域知名学术期刊Advanced Materials上,文章通讯作者是清华大学冯雪教授。

科创项目库

更多>>
  • 高功率半导体激光芯片

    项目简介:真正实现高功率半导体激光芯片的国产化。

  • 新型智能气体传感器检测芯片

    项目简介:集成式智能气体传感器检测芯片产品及解决方案供应商

  • 新型电荷量化型模数转换器

    项目简介:定位于中高端模拟芯片市场,与传统模数转换器相比,该结构数模转换器采用创新型设计,内部不采用比较器,电压越低越有优势,设计难度小,流片成功率很高,同时面积较小。

  • 低功耗宽带无线通信收发器

    项目简介:该芯片是高性能无线射频模拟通信芯片归属于上述的射频模拟芯片的一个分支,主要是给各种高性能通信设备提供无线通信的核心芯片,包括手机4G,4.5G以及未来5G 等室内基站和室外宏基站的核心通信芯片,无人机的高性能无线图传芯片也是一个可能的市场方向。