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芝加哥大学王思泓团队,再发Science:水凝胶半导体!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-10-25 07:37

主要观点总结

本文报道了一种将聚合物半导体整合到双网络水凝胶中的新方法,通过溶剂亲和力诱导组装技术制备了具有优异生物互动功能和生物界面亲密性的水凝胶半导体。该材料具有高孔隙率、良好的生物相容性和增强的光调节效应,可用于高灵敏度的体积生物传感。研究团队聚焦于作为新一代技术用于生物医学研究和治疗的柔性聚合物生物电子材料和设备。

关键观点总结

关键观点1: 水凝胶半导体的设计与制备

采用互穿网络形态,使用带有亲水侧链的聚合物半导体和形成水凝胶的聚合物,通过溶剂交换技术制备出水凝胶半导体。具有与组织相近的模量和高载流子迁移率。

关键观点2: 水凝胶半导体的性能特点

水凝胶半导体具有高孔隙率、良好的生物相容性和增强的光电化学行为,可实现高效的光热转换。此外,水凝胶基有机电化学晶体管展示了出色的体积生物传感性能。

关键观点3: 水凝胶半导体在生物界面应用的优势

水凝胶半导体的超低模量带来了更高的顺应性,弱化了排异反应。同时,其生物分子的质量传输特性打开了在整个半导体层厚度上进行体相传感的可能性,提高了灵敏度。

关键观点4: 研究团队与作者简介

研究团队由芝加哥大学的王思泓教授领导,团队成员在高影响力期刊上发表了大量论文。王思泓教授因其在柔性聚合物生物电子材料和设备领域的贡献而受到广泛认可。


文章预览

水凝胶因其机械性能和化学性质与生物组织的相似性而在生物技术中得到了广泛应用,而半导体则提供了高级的电子和光电子功能,如信号放大、传感和光调节。将半导体的特性与水凝胶设计相结合可以增强生物互动功能和生物界面的亲密性,但由于聚合物半导体的亲水性较低,两者的结合具有挑战性。 近期, 芝加哥大学 王思泓 团队 开发了一种溶剂亲和力诱导组装方法,将不溶于水的聚合物半导体整合到双网络水凝胶中 。 这些半导体具有与组织相近的模量(如软至81 kPa,可拉伸性达150%应变),以及 载流子迁移率高达1.4 cm² V⁻¹ s⁻¹ 。当它们与生物组织界面接触时,与组织相近的模量能够减轻免疫反应。水凝胶的高孔隙率增强了半导体-生物流体界面上的分子互动,实现了更高响应的光调节和更高灵敏度的体积生物传感。该工作以题为“Soft hy ………………………………

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