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  相比于傳統的無機電子器件，有機電子器件具備質輕，柔性，生物相容性好，易于加工等諸多優點，使其在柔性以及可穿戴電子領域有很好的應用前景。近年來，在柔性生物醫療電子市場需求的驅動下，利用導電聚合物（如聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，PEDOT:PSS）開發柔性有機生物電子器件（如有機電化學晶體管(OECTs)）的研究正在迅速增加。相比于其他有機傳感器件，OECT具備更高的檢測靈敏度以及更低的制備成本。然而，在表面粗糙，疏水的柔性襯底上直接加工處理PEDOT:PSS薄膜仍然是一個技術難題。

  針對上述問題，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的Ali Khademhosseini教授和Shiming Zhang （張世明） 博士等研究者提出了一種基于水凝膠載體的轉移印刷新方法。該方法可將在傳統的玻璃襯底上加工處理后的PEDOT:PSS薄膜轉印到柔性襯底上，為制備超薄、可穿戴、以及皮膚可貼附有機生物電子器件提供了一種新的策略。

圖一：水凝膠轉印PEDOT:PSS薄膜示意圖

  研究發現，旋涂在玻璃基底上的PEDOT:PSS薄膜，一旦與表面活性劑混合，就可以被完整的轉移到水凝膠上 ( 圖一)。進一步研究表明轉移效率不受薄膜的成分以及加熱時間的影響。貼附在水凝膠上的薄膜可以被進一步轉移到各種柔性基底上，轉移過程無需任何其他處理。該方法允許將圖案化的PEDOT:PSS納米薄膜從玻璃襯底簡單、快速、和可靠地轉移到各種軟襯底上，進而促進其在柔性有機生物電子器件當中的應用。

圖二：利用水凝膠轉印PEDOT:PSS制備的皮膚可貼附的OECT傳感器

  利用該方法，通過將PEDOT:PSS薄膜轉印到鍍有微電極陣列的紋身紙上面，該團隊開發出了皮膚可貼附OECT傳感器陣列 (圖二)。貼附在皮膚上的OECT傳感器在皮膚拉伸5%或者壓縮40%的情況下仍保持穩定的電學及機械性能。通過進一步和小型化的無線測試模塊以及藍牙通訊模塊整合，器件可以高效的檢測汗液中健康信息，例如和糖尿病直接相關的葡萄糖濃度，檢測極限可以達到微摩量級 （圖三）。展示了其在生物醫療領域的巨大應用潛力。

圖三：利用皮膚可貼附OECT無線監測葡萄糖濃度

  以上相關成果發表在Advanced Functional Materials （DOI：10.1002/adfm.201906016）上。論文通訊作者Ali Khademhosseini教授長期從事水凝膠在生物醫療領域的研發。論文第一作者是實驗室博士后張世明博士（共同通訊作者）。 張世明博士長期從事柔性有機生物電子的研發。近年來已在該領域發表了大量高影響論文 (Adv. Mater. 2019, 1904752; Adv. Mater. 2017, 29, 1703098; Adv. Funct. Mater. 2019, 1906016; Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1900191; Nature. 2018, 561, 466-467; Chem. Mater. 2017, 29, 3126; )。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.201906016