郑子剑教授

• 应用生物及化学科技学系软材料及器件讲座教授

• 潘乐陶慈善基金智慧能源研究院首席研究员

• 智能可穿戴系统研究院副院长

• 材料与器件中心研究室副主任

由理大应用生物及化学科技学系软材料及器件讲座教授郑子剑教授领导的跨学科研究团队，成功研发出一种液态金属微电极（简称 μLME），其具备前所未有的柔软度、可拉伸性和可渗透性，能应用于植入式生物电子装置。该研究成果已于国际科学期刊《Science Advances》发表。

具备长期生物兼容性

团队将一种纤维聚合物以静电纺丝的方法，放到银质微型电路图案上，从而产生 μLME，实现每平方厘⽶多达 75,500 个电极的超高密度电路图案化，比过往的技术多出数千倍。这些 μLME 具有长期生物兼容性，人体皮肤能舒适地穿戴，更已证明可用作监测动物大脑的特定应用。

过去生物兼容的电子装置是在多孔弹性体上制造，但其多孔而粗糙的基质限制了电路图案的分辨率，因而难以提高电极密度。研究团队成功突破此瓶颈，透过光刻技术把电子线路放在纤维聚合物基质上，实现了像薄纸般柔软，能在大应变下高度导电，以及具备长期生物兼容性的 μLME。

用作 μLME 的导电组成部分的共晶镓铟（EGaIn）是一种具有低熔点温度、能在极端应变下保持导电性，同时柔软且高度生物兼容的液态金属合金。在制造过程中，以 EGaIn 制成的电路图案会放在一⽚经静电纺丝而成的可渗透SBS纤维垫上。该制法形成了柔软而可拉伸的电子装置，可供舒适地穿戴和植入。超弹性纤维垫的概念最早由郑子剑教授团队于 2021 年首次开发，并采用在新开发的 μLME。

高密度 μLME 的数位图像，密度高达每平方厘米 75,500 个电极。

为了验证 μLME 的柔软度和可拉伸性能，使其成为植入神经介面以进行大脑监测的理想选择，团队合成了具有小电极直径和高通道密度的 μLME 阵列，用作充当老鼠大脑中的皮层电图信号接收器。μLME 具有与脑组织相似的机械性能，能紧贴皮质表面，准确记录神经信号。当沉睡中的老鼠发出非快速眼动睡眠时的典型可识别脑电波时，μLME 阵列即能精确检测到老鼠回应施加在身体不同部位电刺激而产生的体感诱发电位。

开启植入式生物电子装置的新可能性

μLME 的柔软性和可伸缩性使它能非常适合植入到神经介面进行脑部监测。μLME 的出色性能还扩展了在脑部监测以外的应用领域。当应用于人体皮肤时，这些 μLME 电子贴⽚经按压后只会留下微量什或完全没有残留物，使它在可穿戴电子装置领域具有极大的潜力。它的潜在应用范围涵盖生理监测、医学诊断和互动技术。

本研究项目获研资局 “高级研究学者计划” 、理大、香港城市大学、国家科学自然基金委员会和 InnoHK 创新香港研发平台资助，团队致力于进一步挑战界限，期望透过提高刻印μLME 图案的解像度，在可植入生物电子装置领域开启新的可能性。