电子设备和生命系统之间的高效稳定电荷传输界面对于可穿戴传感、神经工程和人机交互等极其重要。设计制备高性能的生物电子界面材料，使其具有优异稳定的电化学性能、生物相容性以及与组织器官适形匹配的机械性能，进而提升生物电信号记录的灵敏度和长期稳定性，是目前该领域的主要追求目标。

近日，北京师范大学化学学院刘楠教授应邀在Nature Electronics的News & Views栏目发表了题为“Stable and reliable bio-interfacing electrodes based on conductive hydrogels”的评述文章，介绍并评论了韩国首尔大学Seung Hwan Ko 教授团队的工作“Laser-induced wet stability and adhesion of pure conducting polymer hydrogels”。该文章第一作者为北京师范大学化学学院博士后宋德魁。

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北京师范大学化学学院刘楠教授基于前期的工作基础，总结提出了生物电子界面材料开发的两种策略：一是降低材料的厚度，以形成与皮肤/组织的自适形接触，获得高灵敏度的生物信号。此种策略兼容光刻工艺可实现更高空间分辨，但需要改进其电化学性能和机械鲁棒性。二是将导电聚合物混于水凝胶/软聚合物中或置于其表面，借助水凝胶降低整个生物电子界面材料的力学模量，实现自适形接触。然而前者会牺牲电学性质，后者则面临导电聚合物与基底的界面稳定性问题，特别是在生理环境中，它们的稳定粘附及整体湿稳定性对于长期可靠植入信号的采集至关重要。Seung Hwan Ko教授发展了激光诱导相分离技术，实现了PEDOT：PSS水凝胶在湿环境中与各种聚合物基底的稳定粘附，并展示了其神经电信号的长期活体监测能力。此技术在精确度和大规模制造方面依然存在挑战。

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文章链接：
https://doi.org/10.1038/s41928-024-01179-z

来源：高分子科学前沿

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