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  相比于傳統(tǒng)的無機(jī)電子器件，有機(jī)電子器件具備質(zhì)輕，柔性，生物相容性好，易于加工等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在柔性以及可穿戴電子領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。近年來，在柔性生物醫(yī)療電子市場需求的驅(qū)動下，利用導(dǎo)電聚合物（如聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，PEDOT:PSS）開發(fā)柔性有機(jī)生物電子器件（如有機(jī)電化學(xué)晶體管(OECTs)）的研究正在迅速增加。相比于其他有機(jī)傳感器件，OECT具備更高的檢測靈敏度以及更低的制備成本。然而，在表面粗糙，疏水的柔性襯底上直接加工處理PEDOT:PSS薄膜仍然是一個(gè)技術(shù)難題。

  針對上述問題，加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的Ali Khademhosseini教授和Shiming Zhang （張世明） 博士等研究者提出了一種基于水凝膠載體的轉(zhuǎn)移印刷新方法。該方法可將在傳統(tǒng)的玻璃襯底上加工處理后的PEDOT:PSS薄膜轉(zhuǎn)印到柔性襯底上，為制備超薄、可穿戴、以及皮膚可貼附有機(jī)生物電子器件提供了一種新的策略。

圖一：水凝膠轉(zhuǎn)印PEDOT:PSS薄膜示意圖

  研究發(fā)現(xiàn)，旋涂在玻璃基底上的PEDOT:PSS薄膜，一旦與表面活性劑混合，就可以被完整的轉(zhuǎn)移到水凝膠上 ( 圖一)。進(jìn)一步研究表明轉(zhuǎn)移效率不受薄膜的成分以及加熱時(shí)間的影響。貼附在水凝膠上的薄膜可以被進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到各種柔性基底上，轉(zhuǎn)移過程無需任何其他處理。該方法允許將圖案化的PEDOT:PSS納米薄膜從玻璃襯底簡單、快速、和可靠地轉(zhuǎn)移到各種軟襯底上，進(jìn)而促進(jìn)其在柔性有機(jī)生物電子器件當(dāng)中的應(yīng)用。

圖二：利用水凝膠轉(zhuǎn)印PEDOT:PSS制備的皮膚可貼附的OECT傳感器

  利用該方法，通過將PEDOT:PSS薄膜轉(zhuǎn)印到鍍有微電極陣列的紋身紙上面，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了皮膚可貼附OECT傳感器陣列 (圖二)。貼附在皮膚上的OECT傳感器在皮膚拉伸5%或者壓縮40%的情況下仍保持穩(wěn)定的電學(xué)及機(jī)械性能。通過進(jìn)一步和小型化的無線測試模塊以及藍(lán)牙通訊模塊整合，器件可以高效的檢測汗液中健康信息，例如和糖尿病直接相關(guān)的葡萄糖濃度，檢測極限可以達(dá)到微摩量級 （圖三）。展示了其在生物醫(yī)療領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。

圖三：利用皮膚可貼附OECT無線監(jiān)測葡萄糖濃度

  以上相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Functional Materials （DOI：10.1002/adfm.201906016）上。論文通訊作者Ali Khademhosseini教授長期從事水凝膠在生物醫(yī)療領(lǐng)域的研發(fā)。論文第一作者是實(shí)驗(yàn)室博士后張世明博士（共同通訊作者）。 張世明博士長期從事柔性有機(jī)生物電子的研發(fā)。近年來已在該領(lǐng)域發(fā)表了大量高影響論文 (Adv. Mater. 2019, 1904752; Adv. Mater. 2017, 29, 1703098; Adv. Funct. Mater. 2019, 1906016; Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1900191; Nature. 2018, 561, 466-467; Chem. Mater. 2017, 29, 3126; )。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.201906016