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协同Pd与Bi修饰g-C3N4:高性能甘油燃料电池阳极催化剂的突破
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月16日 来源:Materials Science and Engineering: B 3.9
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这篇综述系统比较了3D打印导电聚合物(CPs)与导电水凝胶(CHs)在传感器和生物电子器件中的性能差异,重点探讨了直接墨水书写(DIW)、数字光处理(DLP)等增材制造技术对材料导电性、生物相容性及机械柔性的调控机制,为柔性可穿戴设备、植入式传感系统提供了材料选择与工艺优化指南。
Highlight
导电聚合物与导电水凝胶的物理化学特性
导电聚合物(CPs)和导电水凝胶(CHs)凭借独特的物理化学性质,在生物医学和柔性电子领域大放异彩。CPs以高电导率和结构稳定性见长,而CHs则胜在生物相容性、柔韧性与湿润环境适应性——这些特性使它们成为生物接口器件的理想候选材料。
3D打印技术全景
增材制造(AM)通过层层堆叠材料实现复杂结构构建,其中直接墨水书写(DIW)擅长处理高粘度CPs墨水,数字光处理(DLP)则能精密固化光敏CHs前体。新兴的挤出式打印甚至可实现多材料异质结构的无缝集成,为仿生传感器设计打开新维度。
软材料的打印革命
传统工艺面对水凝胶等软材料时屡屡碰壁,而3D打印却能轻松驾驭——通过调控交联密度和纳米填料分布,可定制出兼具拉伸性(>500%应变)与电响应灵敏度(<100ms延迟)的智能网格结构。
生物传感与医疗应用
当CPs遇见葡萄糖氧化酶,当CHs整合神经生长因子——3D打印的导电材料正重塑医疗监测范式:从可降解的脑电极到实时监测汗液的电子纹身,这些设备不仅能读取生理信号,还能与组织形成共生界面。
4D打印的时空魔法
在温度或pH刺激下自发变形的4D打印支架,让"智能"植入物成为可能。记忆性CPs与动态交联CHs的组合,可创造出随心跳律动的冠状动脉传感器或按需释放药物的创伤敷料。
结论与展望
CPs与CHs的联姻正推动生物电子进入定制化时代。未来挑战在于开发兼具环境稳定性(>6个月)与组织亲和性的混合墨水,而机器学习辅助的打印参数优化或将解锁下一代自适应生物接口系统。
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