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美國西北大學(xué)的研究人員將一種叫做肽的氨基酸短鏈與聚合物塑料片段結合在一起，創(chuàng )造出了一種新型材料。這種“導電塑料”（Electric plastic）可以?xún)Υ婺芰炕蛴涗浶畔�，為自供電的可穿戴設備、實(shí)時(shí)神經(jīng)接口以及比現有技術(shù)更好融合于身體的醫療植入物打開(kāi)了大門(mén)。該研究本月發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。 大多數電子材料都是剛性的或含有有毒金屬，這使得設計符合人體或可嵌入組織的設備變得困難�？捎糜陔娮釉O備的軟體塑料之一是名為聚偏氟乙烯（PVDF）的聚合物，于20世紀40年代被發(fā)現。它具有極性結構，當受到外部電壓刺激時(shí)會(huì )改變方向——這在化學(xué)上相當于翻轉一個(gè)電子比特。然而，PVDF的這些性質(zhì)并不穩定，在更高的溫度下會(huì )消失。這種塑料還需要高電壓來(lái)轉換極性，這使得它的操作更加耗能。 研究人員將多肽與小的PVDF片段連接起來(lái)，這些片段自然地組裝成長(cháng)而靈活的帶狀。這些分子進(jìn)一步結合成束，排列成一種電活性材料。 這種新材料克服了PVDF的局限性。與其他導電材料相比，它只需要100倍的電壓來(lái)切換極化，使其成為低功耗應用的理想選擇。它能在110°C的溫度下保持導電性能，比其它PVDF材料高約40°C。 這種新材料可以通過(guò)電開(kāi)關(guān)調節每個(gè)條帶的極性來(lái)存儲能量或信息。由于每條條帶末端的肽可以連接到神經(jīng)元或其他細胞上的蛋白質(zhì)，這些分子可以記錄來(lái)自大腦、心臟或其他器官的信號，或者電刺激它們。研究人員稱(chēng)，通過(guò)使用低功率技術(shù)，如超聲波來(lái)給分子“充電”，這種材料可以用來(lái)刺激神經(jīng)元，作為慢性癱瘓的治療方法。 此外，研究人員指出PVDF具有生物相容性，使得這種材料有望成為軟植入物的候選材料，并可從體外進(jìn)行無(wú)線(xiàn)控制。 《科學(xué)》網(wǎng)站（www.science.org） |
