【創新科技】理大研發液態金屬微電極如紙般透薄 可用作紀錄腦部神經信號

社會 16:12 2023/09/11

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(理工大學提供)

植入式生物電子裝置可以緊貼皮膚,甚至是放入人體,相信將在未來被廣泛應用於不同領域,例如醫療科技,甚或是新興的擴增實境技術。香港理工大學(理大)的研究團隊成功研發出一種獨特的微電極,能適用於上述用途。此研究成果已於國際科學期刊《Science Advances》發表。 

不同於傳統電子產品,可穿戴或植入式電子裝置的用料需要整合一系列特定性能,例如必須能拉伸自如和柔軟透氣,放置於人體後不會令使用者感到不適或受傷。與此同時,生物電子裝置就如日常家居設備一樣,仍然需要依賴具備高導電性且可以印上微細電路圖案的電極。

項目由理大應用生物及化學科技學系軟材料及器件講座教授鄭子劍領導,並由多個跨學科研究團隊合作研發。研發出一種能應用於植入式生物電子裝置的電極,其特點是具前所未有的柔軟度、可拉伸性和可滲透性,在可穿戴科技領域創新猷。

此技術的關鍵步驟,是將一種纖維聚合物以靜電紡絲的方法,放到銀質微型電路圖案上,從而產生液態金屬微電極(簡稱μLME),可以以超高密度進行電路圖案化,達至每平方厘米多達75,500個電極,比過往的技術多出數千倍。這些μLME具有長期生物兼容性,人體皮膚能舒適地穿戴,更已證明可用作監測動物大腦的特定應用。

為了驗證μLME的柔軟度和可拉伸性能使其成為植入神經介面以進行大腦監測的理想選擇,團隊亦合成了具有小電極直徑和高通道密度的μLME陣列,用作充當老鼠大腦中的皮層電圖信號接收器。μLME具有與腦組織相似的機械性能,能緊貼皮質表面,準確記錄神經信號。當沉睡中的老鼠發出非快速眼動睡眠時的典型可識別腦電波時, μLME陣列即能精確檢測到老鼠回應施加在身體不同部位電刺激而產生的體感誘發電位。

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責任編輯:陳展棋

 

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