芝加哥大学普里兹克分子工程学院（PME）最近开发出一种崭新的水凝胶半导体材料，有??改变脑机介面、生物传感器和心律调节器等医疗设备的设计。这项研究发表在《科学》杂志上，并由该学院助理教授王思宏带领的团队完成，解决了半导体与生物组织界面不兼容的问题。

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理想的生物电子材料应该柔软、可拉伸且亲水，能够与活体组织自然融合。然而，传统的半导体材料通常坚硬、脆弱且疏水，不易与生物组织兼容。该研究团队重新设计了水凝胶的制造方法，将半导体与水凝胶结合，制成一种蓝色、类似海蜇的凝胶，既具备半导体的导电性能，又具有水凝胶的柔软特性。

新材料展示了柔软性、延展性和高导电性，符合理想的生物电子界面要求。它的模量达到组织级别的81 kPa，伸展性达到150%，载流子迁移率高达1.4 cm2/V·s。这些特性使其在与人体组织连结时能保持稳定的电性能，同时也具备高度的亲水性，便於与生物组织形成紧密界面。

该研究的第一作者戴亚昊（译音）表示，这种材料能够在植入组织後与人体组织同步变形，有助於实现更紧密的界面接触，使得生物电子设备能更有效地传递信号。这项技术特别适合於制造植入式医疗设备，例如生物化学传感器和心律调节器等。同时，该材料还具有非手术应用的潜力，例如用於皮肤表面传感器或改善伤囗护理。

王思宏教授补充道，水凝胶的柔软度与高含水量使其成为组织工程和药物递送的理想材料。此外，水凝胶的多孔结构允许营养物质和化学物质的高效传输，这种特性在生物医疗领域具有广泛的应用前景。

这项研究成果为生物电子学领域开创了新的方向，有??推动未来生物医疗设备的设计与应用，实现更高效且安全的生物电子介面，为患者提供更优质的医疗护理。