一、 【科学背景】
生物电子接口因在健康监测、假肢控制和神经康复等领域的潜力而受到广泛关注。此类器件通常以超薄膜形式存在，需要顺应复杂的三维组织表面。然而，传统贴合过程往往伴随弯曲、拉伸与压缩，容易造成金属或硅基元件损伤。已有方法尝试通过复杂结构设计或可拉伸材料来提升适应性，但增加了加工难度并可能降低性能。问题的根源在于，不可伸展薄膜在形变中应力易积累并超出断裂阈值。自然界中的“滑移机制”提供了启发：通过局部起皱与横向滑动分散应力，从而避免破裂。
二、【科学贡献】
近日，中国科学院化学研究所宋延林研究员、李会增副研究员、新加坡南洋理工大学陈晓东教授以及首都医科大学贾旺教授在Science发表了题为“Drop-printing with dynamic stress release for conformal wrap of bioelectronic interfaces”的论文。本研究提出了一种基于“滴液打印”的策略，可以利用液滴实现无损的薄膜转移。液滴在薄膜与目标表面之间充当润滑层，促进在形变过程中发生局部滑移。该机制能够避免面内拉伸并降低应力集中。即使是不可拉伸且脆弱的薄膜，也可以完整且精确地贴合到精细表面，如微尺度微生物或光纤。厚度仅为 2 微米的硅薄膜，即便未经过任何可拉伸设计，也能够通过滴液打印在神经和脑组织上形成紧密的神经-电子接口。这类接口实现了高时空分辨率的体内光控神经调制。
三、【图文导读】
图1. 通过滴液打印实现的应力调控薄膜转移。© 2025 AAAS
图2. 滴液打印过程中对三相接触线 (TCL) 行为的控制。© 2025 AAAS
图3.滴液打印的一般性展示。© 2025 AAAS
图4. 由滴液打印硅异质结薄膜 (SiHF) 实现的体内光电神经调控© 2025 AAAS
四、【科学启迪】
总言之，该研究提出并验证了一种新颖的 “滴液打印”策略，通过液滴在薄膜与目标表面之间形成润滑层，实现了动态应力释放，从而避免了传统方法中常见的应力集中和薄膜破裂。该方法能够在无需额外拉伸结构设计的情况下，将脆弱的金属、硅基等非伸缩性薄膜完整、精准地贴合在复杂的三维曲面上，包括微生物、光纤以及生物组织。进一步的动物实验表明，滴液打印的硅薄膜能在神经和脑组织上形成高质量的神经-电子接口，并成功实现了高时空分辨率的光控体内神经调控。这表明滴液打印不仅拓展了柔性电子器件的应用边界，也为未来生物医学工程与神经科学研究提供了一条高效、无损的新途径。
原文详情：An Li et al. ,Drop-printing with dynamic stress release for conformal wrap of bioelectronic interfaces.Science389,1127-1132(2025).DOI:10.1126/science.adw6854
本文由jiojio供稿
