可溶性生物降解材料如手術(shù)縫合線已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在之前報(bào)道了一種可以吃的傳感器，但科學(xué)家們不會(huì)滿足于此，他們又推出了可溶性的電子設(shè)備，該設(shè)備將作為智能醫(yī)療植入物或傳感器監(jiān)控用戶的身體狀況，在未來(lái)的智能醫(yī)療領(lǐng)域大顯身手。

總所周知，在電子電路、計(jì)算機(jī)芯片以及太陽(yáng)能電池中被廣泛運(yùn)用的硅是一種化學(xué)特性相對(duì)穩(wěn)定的“惰性材料”，如果你想用傳統(tǒng)技術(shù)弄一個(gè)植入傳感器，那么這個(gè)以硅為基礎(chǔ)的電路裝置會(huì)留在你身體里一輩子。盡管隨著科技的進(jìn)步，科學(xué)家們已經(jīng)研發(fā)出了可部分生物降解的有機(jī)半導(dǎo)體聚合物和分子晶體管，但據(jù)斯坦福大學(xué)的Zhenan Bao稱，將這些“生物電子器件”與微處理器結(jié)合仍然是一個(gè)困難的過(guò)程，畢竟傳統(tǒng)硅電路的研究已經(jīng)有了幾十年，而生物硅電路的研究剛剛開始。

來(lái)自伊利諾伊大學(xué)香檳分校的 John Rogers、塔夫斯大學(xué)的Fiorenzo Omenett以及他們的同事最終在二者之間找到了平衡——在傳統(tǒng)的硅電路中，電子是沿著頂部層流動(dòng)的，他們?cè)陔娐返幕A(chǔ)上加上了一個(gè)薄薄的有機(jī)半導(dǎo)體層，在保證元器件性能的同時(shí)提高在弱堿性環(huán)境(例如我們的血液中)的溶解度。為此，研究人員先將片硅切成300納米薄的晶片并對(duì)其進(jìn)行處理，在晶片和絲綢上做出以氧化鎂或者二氧化硅為介質(zhì)的半導(dǎo)體電路，最后，科學(xué)家將這一電路用合成絲綢蛋白包裹起來(lái)，一個(gè)可溶性植入電子設(shè)備就這么大功告成了。這一技術(shù)可用于制作二極管、晶體管、電容器、邏輯門、太陽(yáng)能電池、傳感器、溫度傳感器和振蕩器等。

作為示范，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)包含鎂感應(yīng)線圈和含硅的微型自動(dòng)加熱器，并將其植入小白鼠體內(nèi)。該款設(shè)備通過(guò)無(wú)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)，使得植入部位比其他地方溫度大約高5攝氏度，從而殺死傷口中的細(xì)菌。這一裝置在15天后溶解，僅留下一些絲綢蛋白纖維。該試驗(yàn)有望在未來(lái)取代手術(shù)后使用抗生素防止傷口感染。

盡管可溶性電子電路這一技術(shù)還存在很多問(wèn)題，但其使用會(huì)變得越來(lái)越廣泛，工程師們也會(huì)借鑒現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)積累自己的經(jīng)驗(yàn)。Rogers很樂(lè)觀地認(rèn)為，這一問(wèn)題完全可以解決。