电子设备中的硬件一直与人类肉体的“软件”格格不入。刚性电路无法随着柔软的器官弯曲,坚硬的边缘会撕裂软组织。这个问题严重限制了通过添加计算机控制和精细度来改进动脉疏通导管等设备的努力。硅可能支撑着整个计算机产业,但它以其脆性而闻名。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的材料科学家约翰·罗杰斯说,即使是最顽固的材料,如果你把它做得足够薄,也会变得柔韧。他正在为厚度仅为10纳米的可拉伸电子薄片,用于可以放置在心脏等器官内部或周围的设备,并在不造成伤害的情况下完成工作。罗杰斯称它们为“软性电子设备”。
罗杰斯制造的电路必须使用高保真导体,如硅和氮化镓,因为它们必须无故障地传递计算机信号。为了克服硅在弯曲时容易断裂的倾向,他利用纳米级工程技术在保持材料导电能力的同时使其变薄。当厚度降至10纳米左右时,硅的行为更像橡皮筋,而不像玻璃。
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在动物身上,罗杰斯已经成功测试了一种柔性膜,其中嵌入了电子设备,可以包裹在跳动的心脏周围,以监测异常节律。如果测试继续显示成功,他设想在球囊导管等动脉开通设备中添加电子监视器,以便它们能够感知血管的狭窄部分。罗杰斯说:“愚笨的机械设备可以变成精密的 surgical 工具。”