中国科学院发表最新Science论文：液滴打印，为脑机接口带来新思路

来源：生物世界 2025-09-17 17:20

该研究提出了一种新型超薄膜材料转移策略——“液滴打印”（drop-printing）。

近年来，随着可穿戴电子、脑机接口和神经康复等前沿技术迅速发展，迫切需要将精密电子器件如同 皮肤 一般贴合到器官组织上，实现对生理信号的采集和调控。

然而，传统贴附方法往往导致器件内部产生巨大应力，尤其是当贴合在起伏不平的皮肤、大脑或神经表面时，器件内部脆弱的超薄金属线路和芯片很容易因应力集中而损坏，这成为脑机接口等柔性电子设备发展的一大瓶颈。

2025 年 9 月 11 日，中国科学院化学研究所宋延林团队、首都医科大学北京天坛医院贾旺主任医师、南洋理工大学陈晓东教授等，在国际顶尖学术期刊 Science 上发表了题为：Drop-printing with dynamic stress release for conformal wrap of bioelectronic interfaces的研究论文。

该研究提出了一种新型超薄膜材料转移策略 液滴打印 （drop-printing），利用液滴将脆弱且不可拉伸的薄膜贴附到诸如皮肤、聚合物、细胞和神经等复杂基底上，转移后，液滴能够让薄膜贴合时发生局部滑移，动态释放应力，防止因过度拉伸破裂，实现精准、高保形的无损贴附。研究团队进一步进行了活体动物实验，成功将超薄（2微米）硅基电子膜通过液滴打印贴附在小鼠的神经和大脑表面，形成保形的神经电子接口，以高时空分辨率实现红外光调控体内神经。

生物电子接口在健康监测、医疗诊疗和增强现实领域展现出广阔的应用前景。然而，将薄膜器件共形包裹在三维表面时往往会产生应力性损伤。

在这项最新研究中，研究团队提出了一种 液滴打印 （drop-printing）策略，利用液滴实现薄膜的无损转移。液滴在薄膜与目标表面之间形成润滑层，在形状自适应变形过程中促进局部滑动。这种机制可防止面内薄膜拉伸并降低应力集中。即使是非延展性脆性薄膜，也能完整精确地包裹在微生物尺度的微组织或光纤等精密表面。

在活体动物实验中，无需任何延展性工程改造的两微米厚硅薄膜，通过液滴打印技术附着于小鼠的神经和脑组织表面，可形成保形的神经电子接口，该接口能以高时空分辨率实现红外光调控体内神经。

液滴打印，实现薄膜的无应力保形贴附

总的来说，该研究提出了一种全新的柔性电子构建方式，解决了薄膜贴附中的应力破坏难题，为柔性电子、脑机接口等交叉领域提供了关键技术支撑。

中国科学院化学研究所李安博士、首都医科大学北京天坛医院周文剑龙博士、中国科学院化学研究所李会增副研究员、天津大学方维副教授和新加坡科技研究局罗艺斐博士为论文共同第一作者，中国科学院化学研究所宋延林研究员、南洋理工大学/新加坡科技研究局陈晓东教授、首都医科大学北京天坛医院贾旺主任医师、中国科学院化学研究所李会增副研究员、

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw6854

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