报告题目:

水凝胶基生物电子器件：多场景组织界面功能与生理信号监测

报告人:

汤力

所在单位:

湖南工业大学

报告人简介:

汤力，湖南工业大学生物与医学工程学院副教授，硕士生导师，美国Akron大学访问学者，同济大学访问学者。主要从事高性能凝胶材料的开发、器件集成及其在多模态生理信号监测中的应用研究。近五年主持及参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目5项，在Macromolecules、Materials Horizons、Chemical Engineering Journal等国际权威期刊发表论文20余篇，授权发明专利4项。

报告摘要:

刚性生物电子器件与柔软生物组织之间固有的力学失配，往往引发器件移位脱落与信号漂移。水凝胶兼具柔性、黏附性、导电性与生物相容性，是构建稳定生理监测界面的理想载体，然而如何将上述性能集成于单一器件仍面临挑战。本报告提出一种基于导电水凝胶的无线柔性生物电子器件：通过精准调控季铵盐壳聚糖刚性短链与AMPS刚性链段的掺杂比例，实现水凝胶内聚力与界面黏附力的平衡。此时，凝胶具有最高界面韧性，其对钛基底的界面韧性达383 J/m2（空气中）与220 J/m2（水下），对猪皮肤的黏附强度达97 kPa（空气中）与86 kPa（水下），可在干燥与湿润条件下稳固黏附肺、胃、小肠及心脏表面，并有效封堵组织破损与气体渗漏。基于该器件，实现了空气与水下环境中的指部运动捕捉以及离体或活体心脏搏动的实时在线监测。另外，其连续肌电、心电采集质量可与商用Ag/AgCl电极媲美，为复杂生物场景下的多模态生理信号监测提供了通用技术平台。