纳米人

柔性材料开创者,三院院士John A. Rogers教授2019年重要研究成果集锦

纳米人
2020-03-09


John A. Rogers院士的研究兴趣包括纳米/分子级制造基础和应用,以及用于特殊电子和光子器件的材料和图案化技术,重点是生物集成和仿生系统。具体的课题方向包括:1. 生物集成微系统(电子、光电、微流控、微机电);2. 特殊构造的电子器件(大面积、柔性、可拉伸);3. 光流控、液晶、表面等离子体光子学、超材料、光子晶体;4. 特殊纳米制造技术;5. 光伏、固态照明、信息显示;6. 微结构声学和皮秒超声学。

 

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图丨John A. Rogers院士

 

课题组网站显示,2019年,John A. Rogers院士发表约50篇论文(其中绝大多数为通讯作者论文),通讯作者论文包括2篇Nature,6篇Nature子刊,6篇Science子刊,3篇PNAS

 

由于相关论文数量较多,本文只总结了John A. Rogers院士团队2019年的部分代表性研究成果,供大家交流学习。其他未涉及到的论文,建议大家前往课题组网站查看(提供免费下载)。另外:

1) 本文仅限于JohnA. Rogers作为通讯作者的论文(不包括序言、短篇评述等),以online时间为准。

2)由于学术水平有限,所选文章及其表述如有不当,敬请批评指正。

 

以下篇幅分为3个方面展开:

Part Ⅰ 可穿戴生物集成系统

Part Ⅱ 植入式生物集成系统

Part Ⅲ 特殊纳米制造技术/特殊结构电子器件

 

Part Ⅰ 可穿戴生物集成系统

 

1. 首次实现将复杂的触摸感融合到VR和AR中丨Nature

VR/AR的一个重要未来在于发展一种全面的、身临其境的体验,这种体验不仅包括交互式图像和声音,还包括触摸感。具有这类多感官能力的技术将产生深远的影响,涉及领域从社交媒体和通信到游戏和娱乐,再到临床医学、康复和恢复。


皮肤是人体最大的器官,机械感受器分布在皮肤和真皮层内,构成我们与世界物理交互作用的基础。具体来说,对皮肤上力的时空模式的响应会作为信号传递到大脑,这些信号定义了我们对周围环境的机械感觉。然而,由感觉受体检测到的刺激被编码成电信号,该信号沿着神经通路移动到大脑的特定部位,然后被解码成有用的信息。整个过程非常复杂。例如,触摸感是包括压力、疼痛和温度在内的多种感觉的集合,且触觉感受器更由机械、化学和热能的组合所刺激。 然而,到目前为止,将触摸感融合到VR和AR中一直是一个巨大的挑战。 


有鉴于此,美国西北大学黄永刚院士和John A·Rogers院士等人首次实现将复杂的触摸感融合到VR和AR中。他们发展了一种无线,无电池的电子系统平台和触觉界面,能够轻柔地层压在皮肤的曲面上,以通过时空可编程的局部机械振动模式来传递信息。触觉致动器通过无线供电和控制,以及能压层贴合任何类型皮肤,使其具有低耗能和安全便捷性。研究团队详细描述了用作此类平台基础所使用的材料,设备结构,功率传输策略和通信方案。由此产生的技术创造了许多使用机会,如通过在社交媒体和个人参与、假肢控制和反馈、游戏和娱乐中的应用,皮肤向身体提供电子可编程通信和感官输入通道。


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Yu, X., Xie, Z., Yu,Y. et al. Skin-integrated wireless haptic interfaces for virtual andaugmented reality. Nature 2019,575, 473–479.

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1687-0

详细解读参考:

《Nature:黄永刚/Rogers为可穿戴智能器件带来里程碑进展!》


2. 柔性可穿戴无线生物电子器件丨Nature Biomed.Eng.

装有高带宽三轴加速度计的安装在皮肤上的柔性电子设备可以捕获广泛的生理相关信息,包括基础身体过程的机械声信号(例如用听诊器测量的信号)和核心身体运动的精确运动学。

 

在这里,美国西北大学黄永刚院士、John A. Rogers院士 、Zhaoqian Xie联合Carle神经科学研究院Charles R. Davies等人设计了一种无线装置,其被设计成能放置在胸骨上方的凹口上,用于连续测量机械声信号,包括从皮肤在大约10-3 m s-2的加速度下的微弱振动到整个身体的大运动在大约10 m s-2的振动和高达800 Hz的频率下。由于测量结果是由运动,身体朝向,吞咽,呼吸,心脏活动,声带振动和其他来源产生的一系列信号的复杂叠加,因此研究人员利用频域分析和机器学习方法,从人类受试者的日常活动中获取心率、呼吸频率、能量强度和其他基本生命体征的实时记录,以及说话时间和节奏、吞咽次数和模式和其他非常规生物标记。并且还在睡眠实验室中使用了该设备,并使用多导睡眠监测仪对测量结果进行了验证。


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Lee, K., Ni, X., Lee,J.Y. et al. Mechano-acoustic sensing of physiological processesand body motionsvia a soft wireless device placed at the suprasternal notch. Nat Biomed Eng(2019)

DOI:10.1038/s41551-019-0480-6

https://doi.org/10.1038/s41551-019-0480-6

 

3. 可穿戴无线设备自动监测人体电磁辐射丨Science Adv.

暴露于来自太阳和人工照明系统的电磁辐射(EMR)是一个可改变的危险因素,可导致多种健康状况,包括皮肤癌、皮肤老化、睡眠和情绪障碍以及视网膜损伤。个体化电磁辐射剂量测定技术可以引导人们的生活方式朝着确保健康暴露水平的行为发展。

 

有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers院士团队报道了一个毫米级、超低功率数字剂量计平台,该平台在一个或多个波长的自主模式下同时提供连续EMR剂量的测量,并可通过无线远程通信与标准消费设备进行时间管理。单个小型纽扣电池可支持多年的寿命,这是由具有积累模式的检测与光适应的光能,结合超低功率电路设计而实现的。实地研究表明,这种类型的单模式和多模式剂量测定平台的重点是监测来自室内照明和显示系统的短波蓝光以及来自太阳的紫外/可见/红外辐射。


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KwonK,Heo SY, Yoo I, Banks A, Chan M, Lee JY, et al. Miniaturized,light-adaptive,wireless dosimeters autonomously monitor exposure toelectromagnetic radiation.Science Advances. 2019;5(12):eaay2462.

DOI:10.1126/sciadv.aay2462

https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaay2462

 

4. 用于同时进行汗液的电化学/比色/容量分析的无源皮肤接口式微流控/电子系统丨Science Adv.

可穿戴汗液传感器的核心是用于电化学检测的电子器件或用于视觉读出的比色分析装置。前者的缺点主要是形状因子不理想,后者的缺点在于只能进行半定量分析,适用的生物标记物也不多。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers团队借鉴生物燃料电池,设计了一种无源无线式电子传感平台,将比色分析内嵌于计时微流控平台。所得传感器将电子和微流控功能的优点综合在一个明显更轻、更廉价、更小的平台上。所得装置能同时检测出汗率,汗液流失,pH,乳酸盐,葡萄糖和氯化物。作者从电子学、微流体学、集成方案三个方面系统分析,建立了核心设计要点,以及性能属性。进一步地,作者进行了两天的人体试验,将汗液和血液中的葡萄糖、乳酸盐浓度进行比较,结果表明该装置有应用于无创半定量检测生理状态的潜力。


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Bandodkar, Amay J., et al. "Battery-free, skin-interfacedmicrofluidic/electronic systems for simultaneous electrochemical, colorimetric,and volumetric analysis of sweat." Science advances 5.1 (2019): eaav3294.

https://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaav3294

 

5. 用于水环境中汗液收集、标志物分析、温度记录的防水表皮微流控电子装置丨Science Adv.

通过分析汗液的生化信息,研究人员能实现对生理状态的无创式原位监测,发展出新的保健诊断形式和个性化的补水策略。收集汗液和传感技术的进步带来了强大的功能,但这些并不适用于极端情况下,比如液体环境或干燥环境,因为尚存以下难题:1. 消除来自周围水的污染/干扰;2. 在粘滞力和/或剧烈运动下保持强稳粘附;3. 阻止所收集汗液的蒸发。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers团队从材料和设计出发,研发了一种粘附于皮肤,具有收集、储存和分析汗液功能,即使在水下环境也能工作的防水表皮微流控电子系统。应用测试表明,这类装置能在高强度体育活动条件下(包括可控室内条件和开放海域游泳)原位定量测试局部汗液氯化物浓度,局部汗液流失和出汗率,以及皮肤温度。


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Reeder, Jonathan T., et al. "Waterproof, electronics-enabled,epidermal microfluidic devices for sweat collection, biomarker analysis, andthermography in aquatic settings." Science advances 5.1 (2019): eaau6356.

https://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau6356

 

6. 具有化学感知补水反馈的可归零式皮肤界面微流控集汗装置丨Nature Commun.

最近所报道的薄软皮肤穿戴式微流体系统具有连续实时监测整体汗液流失、出汗率以及汗液生物标记物的强大功能。虽然该装置能在没有有源组件或电源的情况下工作,从而避免了后者额外的成本、复杂性、体积和重量,但人体补水活动(如下图所示)可导致之前的测量结果不再适用,且异常生理活动(如过高汗液流失)的检测需要用户主动观测比色结果。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers团队通过多方面举措解决了这些限制:1. 由管夹阀和抽吸泵组成的一体化完整系统,用于与补水活动相对应的汗液净化(归零机制);2.微结构光学用于汗液流失的可逆读出;3.冒泡性泵片和化学刺激物质用于自动传递汗液过度流失的信号。人体试验表明,这类系统能通过汗液触发薄荷脑和辣椒素排出从而使人体皮肤产生感觉,提醒用户防止脱水。


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Reeder, J.T., Xue, Y., Franklin, D. et al. Resettable skin interfacedmicrofluidic sweat collection devices with chemesthetic hydration feedback. NatCommun 10, 5513 (2019) doi:10.1038/s41467-019-13431-8

https://www.nature.com/articles/s41467-019-13431-8

 

7. 可穿戴生物集成系统的全面回顾丨Chem. Rev.

可穿戴生物集成系统能测量许多生物物理、生物化学和环境信号,为整体健康状态提供重要见解,并量化人体(运动)表现。材料科学、化学分析技术、器件设计、组装方法的最新进展为新型可穿戴技术打下了基础,使之能与人体时时刻刻变化的柔性曲面皮肤形成良好的无创接触。

 

在此背景下,美国西北大学John A. Rogers课题组全面总结了生物集成技术这个新兴领域的最新进展,将化学、材料科学、工程领域的进展与有望在保健领域广泛使用并产生社会效益的传感技术有机结合起来。作者首先介绍了与有源组件相关的化学与材料知识,特别是针对传感器和下文出现的相关装置平台的基本设计要素;随后突出阐述了最先进的生物传感器,此部分根据传感器捕获生物物理、生物化学和环境信息的能力进行了分类;接下来总结了传感器的供电方案和实现全集成式无线系统的策略;最后,概括了该领域尚存的主要挑战,并总结了从材料化学角度取得进展的机会。


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Ray, Tyler R., et al. "Bio-integrated wearable systems: acomprehensive review." Chemical reviews (2019).

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00573

 

Part Ⅱ 植入式生物集成系统

 

8. 用于光遗传学调节末梢神经的无线闭环系统丨Nature

快速发展的生物电子医学领域旨在设计出通过刺激末梢神经系统从而缓解临床症状的装置系统。这类技术很大程度上依赖于电流刺激来提供器官功能/疼痛的神经调节。一个典型的例子是骶神经电刺激——用于治疗膀胱过动症,尿失禁以及间质性膀胱炎(也称膀胱疼痛综合征)。传统的连续刺激方法可能导致不舒适和疼痛感,特别是治疗间歇性症状时(例如突发性尿急)。将电极直接物理连接到神经上可能会导致患者受伤和产生炎症。此外,典型刺激手段瞄准了较大的神经束,而神经束由多重结构组成,因此这些刺激不具有器官特异性。

 

有鉴于此,华盛顿大学圣路易斯分校Robert W. Gereau IV美国西北大学John A. Rogers等人设计了一种微型生物光电植入装置,该装置通过以下手段避免了上述问题:1. 利用微米尺度无机发光二极管来刺激视蛋白的光刺激界面;2. 允许连续测量器官功能的柔性高精度生物物理传感器系统;3. 能使系统协调闭环运行,实时消除病理行为的控制模组和数据分析方法。在本文所报道的例子中,柔性应变仪可对小鼠膀胱功能进行实时监测;数据算法可以识别出病理行为,自动化闭环光遗传学可对膀胱感觉传入进行神经调节,使膀胱功能正常化。这种全光神经调节方案提供了长期稳定性和刺激特定类型细胞的潜力。


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Mickle, A.D., Won, S.M., Noh, K.N. et al. A wireless closed-loop systemfor optogenetic peripheral neuromodulation. Nature 565, 361–365 (2019)doi:10.1038/s41586-018-0823-6

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0823-6

 

9. 用于光谱表征生理状态和神经活动的生物可吸收光子装置丨Nature Biomed. Eng.

实时监测体内生理过程有助于给药时刻表设定,外科手术过程规划,以及康复管理。现有方法依赖于体外成像技术或植入传感器,这些方法不能在临床相关时间尺度上提供连续信息,并且/或需要昂贵且高风险的手术过程。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers团队设计了一类基于人体可吸收可清理材料的注射式光子装置,用于光谱表征目标组织和体液。作为范例,作者演示了该装置可用来连续监测自由移动小鼠的大脑温度,氧化作用和神经活动。作者认为,这类装置在疾病病理学基础、神经科学研究、手术治疗以及恢复过程监测中会发挥作用。


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Bai, W., Shin, J., Fu, R. et al. Bioresorbable photonic devices for thespectroscopic characterization of physiological status and neural activity. NatBiomed Eng 3, 644–654 (2019) doi:10.1038/s41551-019-0435-y

https://www.nature.com/articles/s41551-019-0435-y

 

10. 用于体内光遗传学/药物学治疗的轻质无源无线注射式微系统丨PNAS

利用光遗传学的神经科学研究极大提高了人们对脑回路的认知。相比之下,基于光遗传学和药物学的神经化学信号探测则较为滞后,因为传统的插管方法存在不便之处,且光流控装置的大规模可靠制造、供电、控制是有难度的。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers华盛顿大学西雅图分校Michael R.Bruchas亚利桑那大学Philipp Gutruf等团队合作,设计了一种无源无线轻质的光流控装置,该装置注入速率可调,电源供应无限,不需手动操作,且与现有的近场通信(NFC)技术兼容。实践证明该装置不仅可以进行体内光遗传学和药物学实验,而且相比现有的类似平台,赋予了小型动物模型更大的移动自由度。


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Zhang, Yi, et al. "Battery-free, lightweight, injectablemicrosystem for in vivo wireless pharmacology and optogenetics." Proceedingsof the National Academy of Sciences 116.43 (2019): 21427-21437.

https://www.pnas.org/content/116/43/21427

 

11. 光/药调节末梢神经的无线无源全植入式光流控卡夫系统丨Science Adv.

对末梢神经系统的研究需要用到药理学或光遗传学技术,以此来实现对神经功能的可控操纵。用于实现这些目的的传统硬件可能导致对神经组织的明显损伤,在生命/非生命界面处产生刺激,并改变动物的自然行为。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers华盛顿大学圣路易斯分校Robert W. Gereau IV等人将微米级无机发光二极管和具有电化学泵机制的超低功率微流控系统集成于同一个柔性无线无源式装置,这种装置可安装于自由移动动物的目标末梢神经,用于程控的光/药物递送。生物兼容性设计使得该装置对神经健康和功能的影响最小化,即使是在长时间体内使用的情况下。较小的体积和重量使得该装置可完全植入于小鼠体内。作者认为,该装置为研究末梢神经系统带来了新的机会。


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Zhang, Yi, et al. "Battery-free, fully implantable optofluidic cuffsystem for wireless optogenetic and pharmacological neuromodulation ofperipheral nerves." Science advances 5.7 (2019): eaaw5296.

https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw5296

 

12. 用于监测颅内压力和温度的生物可吸收光学传感系统丨Science Adv.

连续测量颅内、眼内、血管内的压力和温度能为治疗创伤性脑损伤、青光眼、心血管疾病分别提供重要的诊断信息。在这方面,光学传感器与磁共振成像(MRI)之间的相容性较好,因此展现出应用潜力。现有的可植入光学组件采用的是永久性不可吸收的材料,因此在使用后必须经手术取出。若采用生物可吸收材料,则能避免手术带来的成本和风险。

 

有鉴于此,德州大学阿灵顿分校Weidong Zhou美国西北大学John A. Rogers团队基于毫米级生物可吸收法布里-珀罗干涉仪(FP干涉仪)和二维光子晶体结构,实现了温度和压力的精确连续测量。力学和光学模拟揭示了基本的传感机理。通过体外研究和组织病理学评估,作者得出了装置的测量准确度,使用寿命,以及生物兼容性。体内实验则建立了临床相关的性能属性。最后,作者认为,该研究所涉及的材料、装置设计、制造方法能为各类可吸收光学传感器提供广泛的基础功能。


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Shin, Jiho, et al. "Bioresorbable optical sensor systems formonitoring of intracranial pressure and temperature." Science advances 5.7(2019): eaaw1899.

https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw1899

 

13. 用于局部组织血氧测量的皮下植入式无线无源光电系统丨Science Adv.

监测动物模型/人体中的局部组织氧合有助于理解局部O2介导的生理过程并为相关疾病提供诊治指导。现有的组织氧合评估技术存在一系列缺点,比如需要接线(需要接入O2电极,光纤等)、麻醉剂、特殊装置等,因此经常会给测试对象的自然行为带来干扰。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers团队设计了一种全无线全植入式平台,该平台结合了(1)用于连续感测局部血红蛋白动力学的微米级光电器件和(2)用于连续无线电源传送和数据输出的先进设计。这些特点使得该装置能在动物清醒状态下,不加束缚地对其特定组织区域进行血氧定量,例如小鼠大脑深处。作者认为,本文的结果为研究自然行为个体中各类O2介导的生理过程创造了大量机会,给生物医学研究和临床实践带来了启示。


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Zhang, Hao, et al. "Wireless, battery-free optoelectronic systemsas subdermal implants for local tissue oximetry." Science advances 5.3(2019): eaaw0873.

https://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaaw0873

 

14. 小型动物无线起搏器用于生物医学研究丨Nature Commun.

小型动物支持多种病理表型和基因型,它们是心血管疾病发病机理以及电疗法,基因疗法和光遗传学策略探索的多功能,可负担得起的模型。在这种情况下,起搏工具目前仅限于栓系,这限制动物行为和实验设计。于此,美国乔治华盛顿大学Igor R. Efimov联合美国西北大学Philipp Gutruf和John A. Rogers等人介绍了一种高度微型化的无线能量收集和数字通信电子产品,用于薄、微型起搏平台,其重量仅为110 mg,可皮下植入,并能承受200,000多个多轴应变循环,而不会降低电学或光学性能。数日的体外和体内多模和多点起搏的研究表明,该平台具有长期的稳定性和优良的生物相容性。通过动物控制和通过慢性起搏诱发心力衰竭来对心动周期进行光遗传学刺激,可作为与基础和应用心血管研究及生物医学技术相关的操作模式的例子。


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Gutruf, P., Yin, R.T., Lee, K.B. etal. Wireless, battery-free, fully implantable multimodaland multisite pacemakers for applications in small animal models. NatCommun 10, 5742 (2019) 

doi:10.1038/s41467-019-13637-w

https://doi.org/10.1038/s41467-019-13637-w

 

Part Ⅲ 特殊纳米制造技术/特殊结构电子器件

 

15. 用于振动能量收集,机器人传感界面和生物医学植入装置的3D压电高分子微系统丨Nature Electron.

压电微系统在机械传感、能源转化和机器人等领域有重要作用。压电微系统通常是平面结构,但将转化为复杂的三维结构则可能提升并扩展其工作状态。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers、黄永刚,清华大学Yihui Zhang等人采用一种可控的非线性屈曲过程,将光刻所得2D电极图案以及压电高分子薄膜转化为复杂的3D压电微系统。为证明此方法的普适性,作者给出了20个多不同的3D几何结构。基于这些结构,作者实现了具有可调机械性质和均方根电压(2-790mV)的能量捕捉装置;应用于机器人假肢界面的具有更高响应性(例如,各向异性响应以及法向力下60mVN1的灵敏度)的多功能传感器;能在体内运行的生物一体化装置。总之,这些3D几何结构,特别是那些具有超低刚度或非对称结构的,具有传统2D设计难以实现甚至不能实现的独特力学属性和功能性。


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Han, M., Wang, H., Yang, Y. et al. Three-dimensional piezoelectricpolymer microsystems for vibrational energy harvesting, robotic interfaces andbiomedical implants. Nat Electron 2, 26–35 (2019) doi:10.1038/s41928-018-0189-7

https://www.nature.com/articles/s41928-018-0189-7

 

16. 用于假肢控制和认知监测的大面积MRI兼容式表皮电子界面丨Nature Biomed. Eng.

皮肤接口式医疗装置在诊断疾病,监测生理健康以及建立与假肢、计算机系统、可穿戴机器人之间的可控界面等方面十分重要。类皮肤的表皮电子技术则为以上这些应用提供了支撑,其使用的柔性超薄材料能与皮肤形成舒适接触面,且这个过程在力和热方面都难以察觉。然而,目前已有方案中,这些装置的整体大小都局限于几个cm2以下。

 

有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers团队从材料、装置结构、操作和安装方法以及制造方法的角度进行改进,实现了比以往大几个数量级的表皮电子界面。作为概念验证,作者组装了电生理学记录装置,该装置能覆盖整个头皮区域,以及整周小臂。开放网络设计中的丝状传导结构则使得无线电诱导的涡旋电流最小化,因此该装置在结构和功能方面能与磁共振成像(MRI)更好地兼容。进一步地,作者将大面积表皮电子界面用于病人肱骨假肢的多功能控制,这些病人在长时间的脑电扫描,以及同步的脑电扫描-结构/功能性磁共振成像中进行过目标肌肉神经分布重建手术。


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Tian, L., Zimmerman, B., Akhtar, A. et al. Large-area MRI-compatibleepidermal electronic interfaces for prosthetic control and cognitivemonitoring. Nat Biomed Eng 3, 194–205 (2019) doi:10.1038/s41551-019-0347-x

https://www.nature.com/articles/s41551-019-0347-x

 

17. 用于长期生物集成的大规模柔性电子/光电微系统丨PNAS

与人体软组织界面接触的新兴柔性电子系统是生物电子医药的基础。近日,美国西北大学John A. Rogers、Jan-Kai Chang等人将数万个微型器件组装成生物集成微系统——这些器件在与人脑接触的薄层柔性高分子基底上相互连接而形成功能网络。详细的体外实验表明,这些系统能提供复杂的电子和光电功能,在长达数十年的时间内稳定、安全地运作。该研究定义了在生物电子学领域具有广泛应用的概念和技术方法。


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Song, Enming, et al. "Flexible electronic/optoelectronicmicrosystems with scalable designs for chronic biointegration."Proceedings of the National Academy of Sciences 116.31 (2019): 15398-15406.

https://www.pnas.org/content/116/31/15398

 

18. 屈曲和扭转工艺实现基于先进材料的形变3D介观结构丨PNAS

日渐普及的三维加工方法在各个应用领域产生了深远影响,比如造船和微电子加工行业。其中,尺寸在微米和毫米级别的系统引起了研究人员特别的关注,但问题在于,目前几乎没有技术能兼顾这类三维介观结构的产量、材料兼容性和可设计性。最近所报道的力学引导3D组装法具有许多优点,但依旧存在一些局限,例如在形成手性结构和形变结构方面尚存不足。有鉴于此,美国西北大学John A. Rogers、黄永刚清华大学Yihui Zhang等人在3D介观结构制备中引入了一种可控的扭转工艺。基于此,实验实现了许多之前不可实现的3D结构,给出了基于不同材料、跨越不同长度尺度的~20个例子。


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Zhao, Hangbo, et al. "Buckling and twisting of advanced materialsinto morphable 3D mesostructures." Proceedings of the National Academy ofSciences (2019): 201901193.

DOI: 10.1073/pnas.1901193116

https://www.pnas.org/content/116/27/13239

 

除以上外,John A. Rogers院士课题组2019年在纳米/分子级制造基础和应用,用于特殊电子和光子器件的材料和图案化技术,生物集成和仿生系统等领域还发表了一系列重要成果,由于内容较多,在此不一一列出。感兴趣的读者可前往课题组网站学习。

 

John A. Rogers院士简介


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John A. Rogers 教授于1995年在麻省理工学院(MIT)获得物理化学博士学位,曾在Bell实验室担任凝聚态物理研究部主任。从2003开始,Rogers教授在伊利诺伊大学香槟分校担任材料科学与工程系讲席教授。2016年起,担任美国西北大学材料科学与工程、生物医学工程和医学学科Louis Simpson and Kimberly Querrey讲席教授,并兼任生物集成电子中心创始主任。

 

John A. Rogers 教授是美国国家科学院、美国国家工程院、美国艺术与科学学院三院院士,同时是美国电气和电子工程师协会(IEEE)、美国物理协会(APS)和材料研究协会(MRS)等多个权威科学协会会士。此外,他是复旦大学、浙江大学荣誉教授,瑞士联邦理工学院荣誉博士。他曾获麦克阿瑟天才奖(2009年) 、麻省理工学院的莱梅尔逊奖(2011年)、美国史密森尼物理科学创造力大奖(2013年)、苏黎世联邦理工学院颁发的苏黎世化学工程奖章(2015年)以及美国机械工程师学会颁发的纳戴奖章(2017年)。

(简介来源:https://amn.xidian.edu.cn/info/1017/2405.htm)

 

截止目前,John A. Rogers院士发表论文650篇以上,获批或申请中的专利超过100项;Web of Science被引次数超过64000次,H指数117;Google Scholar被引次数超过122000次,H指数171。

 

课题组网站:

http://rogersgroup.northwestern.edu/


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图丨John A. Rogers院士课题组合影

(注:文中人物照片来源于美国西北大学网站)



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