由于類橡膠彈性體在柔性可拉伸的可穿戴、可植入電子器件或相關研究領域取得了科學突破，因此，具有類似機械性能的可降解彈性體可能會在生物可吸收瞬態(tài)電子領域，甚至是未開發(fā)的領域中，帶來類似的技術(shù)創(chuàng)新。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，韓國高麗大學（Korea University）的研究人員報道了一種高度可拉伸、可生物降解的彈性體，其拉伸率可達~1600%，在韌性、耐撕裂性和儲存穩(wěn)定性方面具有優(yōu)異的性能，所有這些都經(jīng)過了全面的機械和生化研究的驗證。薄膜的簡單成形特性，使幾乎任何類型的電子器件都能夠集成，并且具有可調(diào)的、合適的粘合強度。對機械變形耐受/敏感的導電彈性體顯示出多功能監(jiān)測/傳感組件的可能性，特別是應變耐受復合材料即使在~550%的拉伸應變下也能保持高水平的導電性。軟電子夾具和瞬態(tài)無縫線心臟護套的成功演示，使其可能成為軟體機器人和生物醫(yī)學植入物應用中復雜、多功能、可生物降解電子器件的基石。

在本研究中，通過L-丙交酯（LA）和ε-己內(nèi)酯（CL）的開環(huán)聚合來制備可生物降解、超拉伸彈性體PLCL，其中，硬域（LA）和軟域（CL）以5:5的比例進行物理交聯(lián)。改變單體與引發(fā)劑的比例會產(chǎn)生不同分子量（Mn）的PLCL彈性體，從而實現(xiàn)可調(diào)的化學/物理/機械性能。設計成花形的PLCL具有優(yōu)越的拉伸性（~1600%）和酶/化學降解性，適用于瞬態(tài)可生物降解電子系統(tǒng)的各種研究領域。此外，PLCL彈性體在韌性、耐撕裂性和儲存穩(wěn)定性方面也具有優(yōu)異的性能。

高度可拉伸、可加工、可生物降解的彈性體，適用于瞬態(tài)電子的多種應用

PLCL彈性體的化學、機械和物理特性

由作為聚合物基質(zhì)的PLCL、作為生物相容性導電填料的聚（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT:PSS）和作為生物相容性/可生物降解增塑劑的n-甲基-n-丁基吡啶二（三氟甲烷磺酰）亞胺（P14[TFSI]）組成的可部分生物降解的導電彈性體復合材料，在優(yōu)化重量比（PLCL:PEDOT:PSS:P14[TFSI]=0.6:0.4:1）下，表現(xiàn)出優(yōu)異的初始電導率（~220 S/cm）和拉伸性能（550%），在40%應變下具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

具有有機和無機填料的不同類型的瞬態(tài)導電彈性體

PLCL的主要特性可以為軟機器人或交互界面提供不同的材料和設計選擇。研究人員描述了一種可以感知物理刺激（如溫度和壓力）的瞬態(tài)軟體機器人夾具。整體結(jié)構(gòu)分為三個主要部分：（1）帶有小型氣動腔的PLCL致動器，（2）用于感知環(huán)境因素的集成電子元件（基于硅納米膜的溫度傳感器和基于PLCL/Mo隔膜的壓力傳感器），（3）用于組裝致動器和氣動管線的3D打印PLA夾具頭。相關實驗表明，即使在水溶液（PBS，pH 7，37°C）和延長存儲時間（6個月）下，致動器也能在~60°、~90°和~180°的彎曲角度下承受10,000次循環(huán)載荷，而無機械滯后/失效。對PLCL彈性體進行適度修改也可以得到具有兩種不同模量的軟體夾具和基于超薄隔膜的人造肌肉。

集成電子器件的智能瞬態(tài)軟體機器人

此外，PLCL卓越的彈性為創(chuàng)造多功能的形狀提供了機會，有助于醫(yī)療植入物的開發(fā)。研究人員介紹了一種無縫線心臟護套，該夾套設計為與彈性動態(tài)的心臟集成，用于術(shù)后心臟系統(tǒng)的管理。該心臟夾套包括（1）一個由諸如用于心外膜ECG記錄和電刺激的PLCL/PP和用于局部心肌應變檢測的PLCL/Mo的電子元件構(gòu)建的開放網(wǎng)狀主體，和（2）用于無縫線植入的受黃貂魚倒刺啟發(fā)的帶子，可以消除由縫線引起的可能的心臟感染/衰竭。這種復雜的幾何結(jié)構(gòu)確保了高度耐用的集成，而無需對快速、劇烈的心臟運動進行剝離或重新定位，從而實現(xiàn)長期可靠的電功能。

用于心臟疾病的可植入、多功能、瞬時無縫線心臟護套

總的來說，研究人員介紹了生物可降解、可拉伸PLCL彈性體的合成、綜合表征和一系列應用，這些彈性體適用于生態(tài)友好和生物安全的電子器件。與有機/無機導電填料的物理組合產(chǎn)生了導電聚合物復合材料，使電子元件具有豐富的多功能性。不同的結(jié)構(gòu)設計和與不同功能單元的集成可以創(chuàng)造出先進形式的軟體機器人，其可以在體內(nèi)或惡劣的環(huán)境條件下執(zhí)行更復雜/精密的任務，以及非侵入性的醫(yī)療植入物，其可以長時間地對各種心臟疾病（例如心律失常、心動過速、纖顫和心肌梗死）進行傳感/治療。所提出的材料和精心設計的工程策略預計將進一步出現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、可食用器件和生物集成電子器件中，為拓寬瞬態(tài)電子領域鋪平道路。

審核編輯：劉清