西电团队给“一根头发丝”赋予了全新的使命。3月22日,中新网记者阿琳娜从西安发出消息,西安电子科技大学的杭州研究院保宏教授、周赟磊副教授团队在异质纤维电子器件制造上有了突破性进展。他们找到了一种可扩展的连续液相加工工艺,把信号传输、传感感知、能量传输这些功能统统集成到了单根纤维上。 这种纤维薄如蝉翼,能把各种材料堆叠起来。它柔软得能随意弯折编织,既可以织进衣服监测心率,也能埋在身体里调节神经。周赟磊拿“在头发丝上盖楼”来打比方,这就好比在细线上盖高楼,每一层材料都要均匀分布还得结合紧密。为了解决这个难题,西电团队设计了一个加工方法,把液态金属导电层和生物感知功能层像搭积木一样在纤维表面构建出来。通过这个办法做出来的多功能电子纤维最细能到50微米,一次能做出50米长。 这项技术的核心在于采用了层层沉积的连续液相集成策略。研究人员用弹性纤维做基底,通过界面工程让材料牢牢粘在一起,把液态金属均匀铺上去,还顺便建起了惰性界面层。这样一来,导电通路和生物交互界面就在一根纤维里合二为一了。材料结合得很结实,界面也清晰可见,实现了结构和功能的“无缝对接”。 团队进一步把多根纤维拧在一起变成了多通道传感系统。测试表明,单根纤维在弯曲拉扯的时候电阻变化很小,电性能非常稳定。即便是在潮湿的环境里揉成一团再展开,它照样能稳定驱动发光二极管发光。贴在人体手臂上采集心电和肌电信号时,信号也非常清晰准确。尤其是在运动的时候抗干扰能力很强,比普通电极好太多。 体内实验里,把集成纤维植入大鼠坐骨神经后发现效果非常好。它能精准地调节神经活动,不同频率强度下都能引起稳定的肌肉收缩。实验结果显示刺激成功率接近100%。 这套平台已经在外周神经调控上验证了可行性。未来它不仅能在脑机接口、脊髓刺激等生物电子医学领域大显身手,在智能软体系统这些新兴领域也有广阔的应用前景。