北理工團(tuán)隊(duì)在柔性電子領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文
發(fā)布日期：2024-07-11 供稿：集成電路與電子學(xué)院 攝影：集成電路與電子學(xué)院
編輯：李曉雨 審核：薛正輝 閱讀次數(shù)：
近日,，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院柔性電子器件與智造研究所在《Nature Communications》上發(fā)表題為“Neuroprosthetic contact lens enabled sensorimotor system for point-of-care monitoring and feedback of intraocular pressure”的學(xué)術(shù)論文,。論文報(bào)道了一種用于眼壓即時(shí)監(jiān)測和感覺反饋的神經(jīng)形態(tài)隱形眼鏡（Ti3C2Tx-NCL），實(shí)現(xiàn)了眼壓信號(hào)的實(shí)時(shí)有效監(jiān)測,，加強(qiáng)了眼睛和大腦之間的神經(jīng)傳遞,，建立了眼部信號(hào)異常的軀體感覺反饋,，在柔性健康監(jiān)測領(lǐng)域顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢,。北京理工大學(xué)為唯一通訊單位，博士研究生劉偉佳為論文的第一作者,，李臘副教授和沈國震教授為通訊作者,。
可持續(xù)監(jiān)測眼壓的智能隱形眼鏡可實(shí)現(xiàn)青光眼的早期預(yù)防和近視眼手術(shù)的術(shù)后監(jiān)測。但是,，目前報(bào)道的智能隱形眼鏡都缺乏生物反饋功能,，無法為患者提供眼壓感覺反饋。同時(shí),，由于每個(gè)人對(duì)疼痛的感知和交感神經(jīng)的反應(yīng)不同,，智能隱形眼鏡很難及時(shí)有效地為患者提供醫(yī)學(xué)治療。因此,，建立眼壓異常與軀體感覺皮層之間的聯(lián)系具有重要意義,。
本文報(bào)道了一種可入眼佩戴的神經(jīng)形態(tài)隱形眼鏡，該隱形眼鏡由眼壓-溫度雙模態(tài)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸/顯示系統(tǒng)組成,。得益于高性能敏感材料（2D Ti3C2TxMXene）的選用和蛇形電極結(jié)構(gòu)的惠斯通電橋設(shè)計(jì),，所制備的眼壓傳感器具有12.52 mV mmHg-1的高靈敏度和優(yōu)異的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了眼壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警,。大鼠實(shí)驗(yàn)表明：該神經(jīng)形態(tài)隱形眼鏡可將溫度校正后的眼壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào),，通過電流傳遞到體感皮層,，引發(fā)分級(jí)的感覺反饋進(jìn)而傳遞到運(yùn)動(dòng)皮層，使運(yùn)動(dòng)皮層中產(chǎn)生誘發(fā)信號(hào)刺激坐骨神經(jīng),。最后,，通過突觸激活下游肌肉，引起腿部抽搐,，從而形成眼壓信號(hào)產(chǎn)生-神經(jīng)感知-運(yùn)動(dòng)反饋的閉環(huán)回路,。
論文通過材料制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和器件集成,，提出了一種具有高靈敏度,、可入眼佩戴的神經(jīng)形態(tài)隱形眼鏡，實(shí)現(xiàn)了眼壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測和感覺反饋,。這一進(jìn)展為眼部疾病的預(yù)防與精準(zhǔn)診療,、治療提供了新的解決方案。
論文詳情：WeijiaLiu, Zhijian Du, Zhongyi Duan, La Li* and Guozhen Shen*.Neuroprosthetic contact lens enabled sensorimotor system for point-of-care monitoring and feedback of intraocular pressure.Nat.Commun.15, 5635 (2024).
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-49907-5.
附柔性電子器件與智造研究所及論文作者簡介：
柔性電子器件與智造研究所依托北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院,、柔性電子校級(jí)平臺(tái)和損傷器官重構(gòu)與再造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,，瞄準(zhǔn)國際科技前沿與國家重大需求，圍繞柔性電子器件與系統(tǒng),，從半導(dǎo)體材料合成,、工藝開發(fā)、設(shè)備研制,、系統(tǒng)研制等方面開展系統(tǒng)的前沿基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,。通過微電子、光電子,、量子信息,、力學(xué)、仿生,、醫(yī)療等多學(xué)科領(lǐng)域深度交叉,，面向柔性薄膜晶體管與應(yīng)用、柔性光電器件與視覺芯片,、柔性感知與智能機(jī)器人,、仿生傳感器與健康醫(yī)療、柔性多功能集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用等多個(gè)方面,，努力打造國際一流,、獨(dú)具特色的柔性智能電子研發(fā)與智造平臺(tái)。研究所目前已經(jīng)形成了由國家級(jí)領(lǐng)軍人才為帶頭人,，國家級(jí)青年人才等為骨干的學(xué)術(shù)隊(duì)伍,。研究所多項(xiàng)科研成果在Nature/Science子刊等國際重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表，并多次被Nature子刊,、中央電視臺(tái)等學(xué)術(shù)與新聞媒體關(guān)注和報(bào)道,。
李臘,，北京理工大學(xué)預(yù)聘副教授，博士生導(dǎo)師,。主要研究方向?yàn)檠鄄靠膳宕骷呻娮悠骷?。在Nat. Commun.、Nano-Micro Lett.,，等SCI期刊發(fā)表論文60余篇,，論文總引用3000余次，H-index 30,。參與撰寫英文學(xué)術(shù)專著1部,。
沈國震，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院特聘教授,、博士生導(dǎo)師,，柔性電子器件與智造研究所所長，國家級(jí)領(lǐng)軍人才,。長期從事低維半導(dǎo)體材料及相關(guān)柔性電子器件的研究,。以第一完成人身份獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中國材料研究學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)等?，F(xiàn)任英國皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士,、中國材料研究學(xué)會(huì)理事。發(fā)表SCI收錄論文300余篇,，獲引用超過3萬,，H-index為97。
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