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2016-02-24




科技日报北京2月5日电 (记者常丽君)随着可穿戴设备的迅速发展,人们迫切需要具有生物相容性的基质和涂层新材料。最近,南澳大利亚大学未来工业研究所(FII)科学家开发出一种聚合物薄膜涂层,能在隐形眼镜上导电,为造出微型电路带来了可能。研究人员指出,制造这种导电的涂层式水凝胶,对于未来的可穿戴电子设备很有意义。

发表在最近出版的美国化学协会杂志《应用材料与界面》上的论文称,他们将导电聚合物PEDOT(聚3,4-乙烯二氧噻吩)通过气相沉积法沉淀到水合凝胶基质上,并与生物相容成分混合。将脱水后的凝胶基质做等离子预处理,使其表面形状和化学成分发生改变,以促进导电PEDOT表层的附着。控制气相聚合过程和组成成分,将PEDOT基涂层变得既有生物相容性,又有很高的导电性。

研究所副教授德鲁·埃文斯说,这是一项能“改变游戏规则”的技术,有望带来安全的方法,让人与智能设备结合得更紧密。比如把来自血糖仪的数据或图像,通过真实的电子显示屏直接在隐形眼镜上显示出来,不像有架的眼镜需要通过投影来看。

目前,研究人员已经完成了概念论证,并和英国一家开发隐形眼镜的世界知名企业合作这一项目。埃文斯说,他们证明了这些材料能一起工作,下一阶段是让它们能牢固地粘在一起。实现了这一步后,下一步就是扩大生产规模,与英国团队一起开发出商业产品。

这种薄膜涂层还能用在其他方面,包括全塑料汽车镜子、电致变色窗户、智能窗户等。这些窗户轻轻一按开关就会变暗,再一按又会恢复透明,能控制进出的光量。

埃文斯指出,真正重要的是这种材料不仅安全,而且在许多个体化健康监控方面有着广泛的应用潜力。对那些慢性病患者来说,可以让生活变得更简单。

总编辑圈点

隐形眼镜变电脑屏?孙悟空的火眼金睛不过如此吧!在数据和图像显示不成问题的前提下,摆脱了外戴视觉设备的新产品,或许让潮流人士分钟变身“未来战士”。有趣的地方在于,如果气相沉积法能将导电聚合物沉淀到眼球能接受的基底材料上,那么,人体接受外部信息的器官就都有被“改造升级”的可能性。如此一来,数字内容与物理世界及生物组织的无缝融合将获得重大突破。

摘要速递:

Hydrophilic Organic Electrodes on Flexible Hydrogels

ACS Appl. Mater. Interfaces

DOI: 10.1021/acsami.5b10831

December 23, 2015

Prompted by the rapidly developing field of wearable electronics, research into biocompatible substrates and coatings is intensifying. Acrylate-based hydrogel polymers have gained widespread use as biocompatible articles in applications such as contact and intraocular lenses. Surface treatments and/or coatings present one strategy to further enhance the performance of these hydrogels or even realize novel functionality. In this study, the conductive polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) is deposited from the vapor phase onto hydrated hydrogel substrates and blended with biocompatibilizing coconstituents incorporating polyethylene glycol (PEG) and polydimethyl siloxane (PDMS) moieties. Plasma pretreatment of the dehydrated hydrogel substrate modifies its surface topography and chemical composition to facilitate the attachment of conductive PEDOT-based surface layers. Manipulating the vapor phase polymerization process and constituent composition, the PEDOT-based coating is engineered to be both hydrophilic (i.e. to promote biocompatibility) and highly conductive. The fabrication of this conductively coated hydrogel has implications for the future of wearable electronic devices.


————引自“高分子科学前沿”


版权所有:2017年 同济大学王启刚教授课题组