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  近日，華東師范大學(xué)在3D打印柔性電極（Printed Flexible electrodes）方面取得新進(jìn)展，通過天然鳥嘌呤核苷酸分子的自組裝反應(yīng)構(gòu)建了一種新型的納米纖維導(dǎo)電水凝膠，并基于此柔性導(dǎo)電材料實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物分子的電化學(xué)檢測。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201706887）。

  自美國《科學(xué)》雜志將柔性電子技術(shù)進(jìn)展列為世界十大科技成果之一以來，諸如人體可穿戴傳感等的柔性電子產(chǎn)品迅速引起了全世界的廣泛關(guān)注，它既能像橡膠一樣延展，又能像金屬一樣導(dǎo)電，在人造肌肉、表皮傳感、植入器械等生物醫(yī)學(xué)范疇內(nèi)擁有極大的應(yīng)用前景。

  迄今為止，在相關(guān)材料改良、器械設(shè)計(jì)以及微納制造等方面投入的研究已經(jīng)極大地推動(dòng)了柔性電子技術(shù)的發(fā)展。但目前使用最為廣泛的薄膜沉積法只能制備出簡單的平面結(jié)構(gòu)，并不能完全滿足仿生器件的要求；此外，材料的生物相容性也是亟待解決的重要問題之一。

  “導(dǎo)電水凝膠”的出現(xiàn)可謂給生物兼容性柔性電子研究帶來了一絲光亮。其所具備的特殊固-液界面及類似生物組織富水多孔的特征，已在搭建形狀可控的高彈性生物傳感器方面發(fā)揮出巨大的作用。

  針對(duì)這一問題，華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院裴昊教授與廣州醫(yī)科大學(xué)張峰教授合作，指導(dǎo)博士鐘睿博、唐倩、王少鵬在鳥嘌呤核苷中引入硼酸根與鉀離子，并利用G四聯(lián)體的堆疊作用，發(fā)展了一種全新的納米纖維水凝膠。研究表明，隨著切變應(yīng)力的改變，該水凝膠可以在溶膠-凝膠兩種狀態(tài)間快速轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)任意形狀電子器件的打印。同時(shí)，在水凝膠自組裝的過程中，摻入了氯化血紅素（hemin），賦予了該凝膠相應(yīng)的酶活性，且與游離態(tài)hemin相比，催化活性顯著提高，為仿生酶的構(gòu)建提供一種新的策略。除此之外，研究人員發(fā)現(xiàn)，將聚苯胺沉積在水凝膠表面，可有效提升其電化學(xué)性能。

  在前期研究的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)將葡萄糖氧化酶（GOx）摻雜進(jìn)水凝膠中，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種穩(wěn)定性好、重復(fù)性高的葡萄糖傳感器，該傳感器可在循環(huán)工作100次后仍保持優(yōu)良的性能。該工作為人工制酶以及柔性電極的發(fā)展提供了新的途徑。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201706887/full