軟性電子裝置監測心臟健康

柔性電路可以植入體內,而不會撕裂重要器官

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電子裝置中的硬體一直與人類肉體的“軟體”格格不入。剛性電路無法隨著柔軟的器官彎曲,堅硬的邊緣會撕裂軟組織。這個問題嚴重限制了透過新增計算機控制和精細度來改進動脈疏通導管等裝置的努力。矽可能支撐著整個計算機產業,但它以其脆性而聞名。

伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的材料科學家約翰·羅傑斯說,即使是最頑固的材料,如果你把它做得足夠薄,也會變得柔韌。他正在為厚度僅為10奈米的可拉伸電子薄片,用於可以放置在心臟等器官內部或周圍的裝置,並在不造成傷害的情況下完成工作。羅傑斯稱它們為“軟性電子裝置”。

羅傑斯製造的電路必須使用高保真導體,如矽和氮化鎵,因為它們必須無故障地傳遞計算機訊號。為了克服矽在彎曲時容易斷裂的傾向,他利用奈米級工程技術在保持材料導電能力的同時使其變薄。當厚度降至10奈米左右時,矽的行為更像橡皮筋,而不像玻璃。


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在動物身上,羅傑斯已經成功測試了一種柔性膜,其中嵌入了電子裝置,可以包裹在跳動的心臟周圍,以監測異常節律。如果測試繼續顯示成功,他設想在球囊導管等動脈開通裝置中新增電子監視器,以便它們能夠感知血管的狹窄部分。羅傑斯說:“愚笨的機械裝置可以變成精密的 surgical 工具。”

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