近日，大連理工大學劉波教授團隊等在生物醫學傳感器領域取得新進展，為壓電器件的遠程磁驅動調控提供了一種可行的策略，相關成果發表在《ACS應用材料&界面》。
基于納米材料的場效應晶體管（納米FET）是關鍵的生物電子器件，用于檢測生物分子信號、細胞相互作用和生物系統內的組織反應。這些納米場效應晶體管的性能受金屬電極和半導體納米材料之間的界面特性的顯著影響，需要精確調控。雖然壓電效應是一種常用的調節方法，但在某些應用場景下，特別是在體內環境下面臨著局限性。
本研究中，團隊將壓電納米線場效應晶體管生物傳感器的原理與磁性軟機器人的靈活性相結合，設計了一種新型的磁控壓電器件（MCPD）。通過磁場誘導的壓電效應實現了對的金屬-半導體界面特性進行遠程、精確和穩定的調控，進而提高了其檢測生物分子（如多巴胺）和記錄神經電脈沖的靈敏度。在施加不同強度和方向的磁場時，MCPD表現出在平面和彎曲狀態之間的可逆轉變，磁場加載時間僅持續幾秒鐘，此外，MCPD的獨特結構使得半侵入性神經電極可以僅在需要時與大腦皮層接觸，從而提高生物相容性，降低侵入性。
該研究提高了植入生物電子神經器件的靈敏度和生物相容性，在體內診斷和治療應用中具有很大的潛力。
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acsami.4c21235
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