即使暴露于生物流體中也能保持超強機(jī)械和導(dǎo)電性能的生物穩(wěn)定電子材料，是設(shè)計穩(wěn)定的生物電子器件的基礎(chǔ)。本文中，我們開發(fā)了纖維素衍生的二維導(dǎo)電生物納米片作為電子基材，并將其組裝成具有超高生物穩(wěn)定性的導(dǎo)電水凝膠，能夠在惡劣的生理環(huán)境中生存。利用聚多巴胺還原的氧化石墨烯作為支撐模板，通過引導(dǎo)纖維素晶體原位再生為二維平面結(jié)構(gòu)合成生物納米片。納米片組裝的水凝膠經(jīng)過水浸泡和體內(nèi)植入后表現(xiàn)出穩(wěn)定的電學(xué)和力學(xué)性能。因此，基于水凝膠的生物電子設(shè)備能夠與人體共形整合并穩(wěn)定地記錄電生理信號。由于其組織親和性，水凝膠進(jìn)一步充當(dāng)“電子皮膚”，它采用電療法，通過經(jīng)皮電刺激幫助糖尿病小鼠的慢性傷口更快愈合。為設(shè)計電子和機(jī)械上穩(wěn)定的生物電子器件奠定了基礎(chǔ)。
Figure 1. 2D導(dǎo)電纖維素納米片的設(shè)計策略及其組裝成生物穩(wěn)定和導(dǎo)電3D本體水凝膠的策略。
Figure 2. 以PGO為模板的纖維素原位再生，用于形成PGC生物納米片。
Figure 3. 具有生物穩(wěn)定的PGCNSH凝膠的形成過程及性能表征。
Figure 4. 生物穩(wěn)定的PGCNSH的電學(xué)性質(zhì)及其在表皮和植入式生物電子器件中的應(yīng)用。
Figure 5． 具有生物穩(wěn)定性和細(xì)胞親和力的PGCNSH作為電刺激劑來調(diào)節(jié)細(xì)胞活性，并作為“ 電子皮膚”來促進(jìn)糖尿病傷口的愈合。
相關(guān)研究成果于2021年由西南交通大學(xué)魯雄教授課題組，發(fā)表在Advanced Functional Materials(https://doi.org/10.1002/adfm.202010465)上。原文：Conductive Cellulose Bio-Nanosheets Assembled Biostable Hydrogel for Reliable Bioelectronics。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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