理大研發液態金屬微電極　可用於植入式生物電子裝置

香港理工大學應用生物及化學科技學系軟材料及器件講座教授鄭子劍領導的跨學科研究團隊，成功研發出一種液態金屬微電極(簡稱μLME)，其具備前所未有的柔軟度、可拉伸性和可滲透性，能應用於植入式生物電子裝置。該研究成果已於國際科學期刊《Science Advances》發表。

團隊將一種纖維聚合物以靜電紡絲的方法，放到銀質微型電路圖案上，從而產生μLME，可以以超高密度進行電路圖案化，達至每平方厘米多達75,500個電極，比過往的技術多出數千倍。這些μLME具有長期生物兼容性，人體皮膚能舒適地穿戴，更已證明可用作監測動物大腦的特定應用。過去生物兼容的電子裝置均在多孔彈性體上製造，但其多孔而粗糙的基質限制了電路圖案的分辨率，因而難以提高電極密度。研究團隊成功突破此瓶頸，透過光刻技術把電子線路放在纖維聚合物基質上，實現了像薄紙般柔軟，能在大應變下高度導電，以及具備長期生物兼容性的μLME。

用作μLME的導電組成部分的共晶鎵銦(EGaIn)是一種具有低熔點溫度、能在極端應變下保持導電性，同時柔軟且高度生物兼容的液態金屬合金。製造過程中，以EGaIn製成的電路圖案會放在一片經靜電紡絲而成的可滲透「纖維墊」上。該製法形成了柔軟而可拉伸的電子裝置，可供舒適地穿戴和植入。為了驗證μLME的柔軟度和可拉伸性能使其成為植入神經介面以進行大腦監測的理想選擇，團隊合成了具有小電極直徑和高通道密度的μLME陣列，用作充當老鼠大腦中的皮層電圖信號接收器。μLME具有與腦組織相似的機械性能，能緊貼皮質表面，準確記錄神經信號。當沉睡中的老鼠發出非快速眼動睡眠時的典型可識別腦電波時， μLME陣列即能精確檢測到老鼠回應施加在身體不同部位電刺激而產生的體感誘發電位。