中國科學院深圳先進技術研究院研究員李光林、劉志遠團隊，聯合新加坡南洋理工大學教授陳曉東、高華建團隊以及南京醫科大學教授胡本慧團隊，共同研發了一種能夠快速大幅度收縮的柔性薄膜，并系統探討了該薄膜在簡化和加速植入程序領域的應用。這一創新設計為實現生物組織和電子設備之間的無縫集成提供了新的可能。相關研究近日以“Water-responsive supercontractile polymer films for bioelectronic interfaces”為題發表在Nature期刊上。

具有超收縮能力的水響應性自適應聚合物（WRAP）薄膜

柔性可拉伸電極是監測人體電生理信息的核心工具。由于生物組織柔軟，形狀和尺寸各不相同，柔性可拉伸電極與生物組織的接口無法像硬件電路集成那樣標準化，因此亟須開發柔性電極與復雜生物組織的標準化快速集成方法。

研究團隊從蜘蛛絲中汲取靈感，基于聚環氧乙烷和聚乙二醇-α-環糊精包合物，研發出了一種水響應性超收縮聚合物薄膜。該薄膜在室溫條件下干燥、柔韌且穩定，潤濕后能快速且大幅度地收縮，轉變為柔性可拉伸的水凝膠薄膜。這種超收縮薄膜干燥且柔韌的特性有助于電子集成。基于這種薄膜構筑的自適應電極陣列大大簡化了植入過程，在潤濕后可靈活地包裹不同尺寸的神經、肌肉和心臟，并應用于體內神經刺激和電生理信號記錄。

水響應性自適應聚合物（WRAP）薄膜的微觀結構和超收縮機理

作為植入式刺激和記錄電極的水響應形狀自適應電極陣列

研究表明，這種新型水響應性材料在塑造下一代生物組織-電子接口以及拓寬形狀自適應材料的生物醫學應用方面具有潛在作用。

論文信息： https://doi.org/10.1038/s41586-023-06732-y