传统硅基微加工做出了越来越精细的二维和三维神经微电极阵列,但硅本身的刚性限制了长期植入软组织所需的机械顺应性,也限制了几何形状的定制空间。研究团队改走无硅路线,分2步完成,先用双光子聚合打印出可定制的软质聚合物三维微针阵列,再把液态镓注入打印出的空心通道,完成电极功能化。团队还定义了一个“保持数”,用来预测液态镓在生理条件下能否稳定留在微针内。
镓表面天然生成的氧化层会带来高阻抗。研究者先在微电极表面修饰金纳米颗粒,再覆盖掺四氟硼酸根的PEDOT导电聚合物,阻抗降低约3个数量级,电化学稳定性也随之提高。在无脊椎动物模型上的在体记录捕捉到了神经放电活动,微电极没有出现镓泄漏。作者称,这一策略把液态金属电极整合进可定制的双光子聚合3D打印结构,为下一代软质生物电子器件提供了一个通用平台。