一篇水凝胶和聚合物绑定在一起用于封装电子元件，例如半导体芯片、LED灯和温度传感器等。一种包含电子元件的未来式创可贴已经被开发出来了。这种创可贴具有一种水凝胶，其中可以嵌入LED灯和温度传感器。同时在这种创可贴中也可以嵌入微型药物运送通道，当人体生物信号发生改变的时候也可以运送药物，这些信号包括身体温度的改变或者血糖的变化等。当这种创可贴运用于柔性区域，例如膝盖和肘部时，其中内置的电子元件仍然具有功能。这种几乎全是水的水凝胶材料是这种创可贴的主要组成部分，可以和很多材料都相互粘合，例如金、铝、钛、玻璃陶瓷和硅等。

MIT的研究团队在Xuanhe Zhao的带领下将多种电子元件嵌入了这种水凝胶中，例如半导体芯片、LED灯、导线和温度传感器等。这种内置电子元件并不需要局限于皮肤表面，也可以内置于皮肤表层之下。这对于生物相容性糖类传感器或者柔软的神经探针等产品来说非常有用。“电子元件通常都非常坚硬和干燥，但是人类身体确是柔软且湿润的。这两种系统有完全不同的特性。如果你想让电子产品和人类身体亲密接触，以便可以进行健康监测和药物输送，那么你需要制造柔性电子装置，并且可以适应人类的身体。这也是研究柔性水凝胶电子产品的原因。”MIT Xuanhe Zhao说。

坚韧而有弹性的材料

通常情况下合成水凝胶倾向于坚韧且坚硬，从而使得其很难被延展，且和其他材料结合时脆性很高。“目前主要采用的还是可降解的生物材料。如果你想要制造电子设备，那么你需要考虑水凝胶和界面的长期稳定性。”MIT Xuanhe Zhao说。该团队开发了一种新的，韧性很好的水凝胶材料。这种水凝胶材料是由水和许多生物高分子材料混合制成，这种新型材料的刚度达到了10到100 kPa，和人类皮肤的刚度相当。这种新型开发的材料也可以和一非空表面共连接。这种材料具有不同的用途。例如，加入了钛线的材料可用于制作可拉伸的透明导体。研究发现，虽然经过多次拉伸，这种材料的导电性仍然不变。该小组进行的另一个实验是在水凝胶中置入LED灯。研究表明，即便当材料嵌入了人体中的不同位置，其依然具有完整的功能。

多功能型矩阵

然后，该团队将多个电子元器件置入这种水凝胶中，从而使得这种水凝胶具有多种功能，即中间是温度传感器，同时周围还储存着很多药物。通过在矩阵中钻很多小孔或者内置很多管，从而使得水凝胶中的药物可以按照要求流动。

根据所在位置温度的不同，药物可以根据需要在特定的位置释放药物。

研究表明，当这种材料放置在身体之中，且拉伸时，它可以监测人的皮肤温度，并且可根据传感器的指示释放药物。这种技术可迅速用于治疗皮肤烧伤或者其他皮肤条件。“这是一种多功能矩阵。其独特之处在于，当传感器感觉到异样时，例如温度的异常上升等，该装置就可根据需要在特定位置释放药物，这种药物是从内置的药物中选择的一种，可在这种水凝胶中扩散，并维持一段时间。”Hyunwoo Yuk说。

当传统的糖类传感器会引起人类身体的排他反应时，这种凝胶可以用作生物相容性的电子元件运输工具，例如测量体内的糖类传感器等。曾经也有研究人员尝试过将使用具有糖类传感器的水凝胶，但是非常易脆，且运动过程中容易脱落。而这种新开发的水凝胶则完全解决了这些问题，并且有可能用于神经探针领域。“人的大脑就像一碗果冻。目前，研究人员正尝试使用不同的软材料来获得长期生物相容性的神经材料。在合作人员的帮助下，我们可以使用这种坚韧的材料作为理想的神经装置材料，因为这种水凝胶具有和人类大脑相似的机械和生理特性。”Xuanhe Zhao说。

该研究发表在《先进材料》杂志上。