新浪科技综合|“人体芯片”走进现实,新型电子产品正在改变世界( 二 )
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他的目标是 , 把硅基的芯片变成橡胶一样柔软 。 这样的电子芯片 , 就可以实现无创的与人体的结合 。
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挑战碳基人体和硅基芯片的结合
总有人说 , 死亡并不可怕 , 可怕的是被插满各种监测仪器躺在床上的那一刻 , 不仅要承受机器对身体造成的损伤 , 还要承受被禁锢的心理伤害 。 有没有一种友好的监测方式可以为患者“减负”?Rogers正在做这件事情 。
【新浪科技综合|“人体芯片”走进现实,新型电子产品正在改变世界】我们都知道 , 人是碳基生物 , 最基本的组成是细胞和组织 , 它是柔性的 。 而芯片由硅组成 , 一般都是在刚性的半导体晶片上制备而成 。 这样的芯片 , 放在电脑、手机和监测仪器里非常合适 , 但是你不会想把一个芯片放到你的大脑或者心脏上面 。
所以 , 为了实现碳基人体和硅基芯片的有机结合 , Rogers课题组重新设计了电子设备:
首先 , 是把材料做得足够薄 , 这样它就拥有了柔性的力学性质 。 比如把硅片制成非常薄的硅带、薄膜 , 这种纳米级的硅带会变得很柔软 , 可以放在人体器官上而不会对器官造成机械损伤 。
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丨薄的、无电池的、类似皮肤的血氧测定装置(Rogers Research Group)
其次 , 不仅需要芯片是柔软的 , 而且还需要让它可以像橡胶一样随意拉伸、扭曲 。 为了实现这一点 , 需要精巧的拓扑学和材料力学的设计 。 如下图的芯片 , 被设计成由波浪形的金属条相连 , 这样在拉伸的时候 , 芯片就可以贴合器官的表面自由地伸展 。
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丨器件级硅的三维微体系结构(Rogers Research Group)
简单来说 , Rogers及其团队研发的柔性电子芯片 , “你可以整天戴着它 , 但会忘了它就在那儿” 。 这看起来只有百余字的轻描淡写 , 却集结了无数材料、电子工程师的呕心沥血 。 而这一“人性化”的研究成果 , 已经从实验走向临床 , 应用于各种医疗场景中 。
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回到开始的问题 , 那些或许在未来可以突破人类生理极限 , 从而改变世界的脑机接口技术 , 无论是侵入式还是非侵入式 , 都会面临机器很难与人体兼容的技术难题 。 或许柔性电子材料可以帮助脑机技术更好地作用于人体 。 我们通过这层透明的薄膜 , 仿佛能看到幻想中的未来世界 。
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