基于永磁稀土纳米和微米颗粒构建复合材料,实现柔性磁性薄膜和柔性器件,替代了传统大型生物医学诊疗系统。我们提出了通过折叠的方式定义磁性薄膜磁场方向的方法以及采用边缘效应增强磁场强度的技术。已经实现了包括柔性机器人、传感器、离心泵、肿瘤治疗、神经系统探测等基于磁性薄膜的柔性器件。
基于稀土材料构建的磁性薄膜折叠技术构建的转子,通过电磁铁的驱动形成在液体中的磁悬浮柔性离心泵,用于驱动心脏系统疾病和肾病等疑难疾病中的血液、透析液的体外循环供应,实现了传统大型机械设备的柔性化和小型化,为实现可穿戴或可植入的人工器官奠定了基础。该柔性磁悬浮柔性离心泵是目前世界上最小和最轻的可在临床诊疗中使用的离心泵。
研制多导联多参数高通量的柔性可植入式电子器件,对人体组织中的电学和化学参数进行测量与调控。通过金属有机框架、酶、离子选择性薄膜、适配体等实现了选择性强的化学量测量,通过光电刺激实现电学活动和化学物质调控。这些器件可从系统的层面了解动物体的工作机制,可给脑机接口、无人系统控制、神经系统疾病治疗、肿瘤治疗提供重要手段。
采用兼容大规模量产技术的柔性电子印刷技术可以实现大面积类皮肤传感器件的构建。采用具有可逆连接能力的柔性电路对于多导联心电信号进行医疗级别的测量,电路可以通过磁电复合接口实现与柔性传感器的快速互连。为全面解析心脏系统在静态和动态下的状态,预测心脏系统的疾病提供了重要的工具。
基于无机可延展结构和本征柔性材料,构建多功能多参数的柔性可延展器件,这类器件具有与皮肤共同运动和抗运动干扰的特性,可实现包括心率、心电、温度、水分、血氧、脉搏、应变等物理量以及汗液中离子、葡萄糖、乳酸等成分的测量。我们实现了长达七天的连续检测和大量生理参数的获取。
基于双金属水烧结的方法,实现了生物可吸收电路,电路中的导线的性能达到了接近于纯金属性能的水平,使得可降价可溶解的电路获得了与传统电路一样的性能,可以替代传统不可降解的电路进行消费类电子产品的制作,实现电子垃圾的快速回收。
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