在最新一期《科学》上，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院团队展示了一款具有强大半导体功能的新型水凝胶材料。水凝胶半导体材料具有很多优良的特性。
　　结构特性
　　水凝胶半导体材料结合了传统水凝胶和半导体材料的优点，具有独特的结构特性。新型水凝胶半导体通过溶剂交换工艺，将不溶于水的聚合物半导体溶解在与水混溶的有机溶剂中，再与水凝胶前体结合，成功地将半导体材料嵌入水凝胶网络中。这种新材料既保留了水凝胶的柔软性和高含水量，又引入了半导体的特性，适用于高效的生物电子界面。
　　力学特性
　　新型水凝胶半导体材料展现了高达81千帕的组织级模量和最大150%的拉伸性，显示出与生物组织类似的柔软性和高弹性。这些特性使得水凝胶半导体在植入或集成生物组织时，能够有效地随组织一起变形，形成高度紧密的界面，从而减少可能的机械损伤和免疫反应。
　　导电特性
　　水凝胶半导体材料具有显著的导电性能，载流子迁移率高达1.4平方厘米/伏秒。这表明，新型水凝胶不仅能高效传输电信号，还能实现生物组织与电子器件之间的良好信息传递。此外，其多孔结构促进了与生物流体的分子交互，提高了诸如光调节和体积生物传感等功能的灵敏度和响应速度。
　　生物相容性
　　与传统水凝胶相似，新型水凝胶半导体材料具有高含水量和高离子通透性，使其与生物组织有很好的相容性。其材料组成和结构设计使其在生物体内应用时，能够减少免疫反应，增强组织的接受性和材料的稳定性。
　　多功能性
　　水凝胶半导体材料因其特殊的结构和成分，具有多种潜在功能。除了作为理想的生物电子界面，它还可用于生物传感、药物递送、组织工程和伤口护理等多种生物医学应用。其高孔隙率允许多种营养和化学物质的输运，进一步拓展了其在生物系统中的适用性。
　　生物电子器件
　　水凝胶半导体材料解决了传统生物电子器件中因使用硬脆半导体材料而存在的问题。其柔软、高含水且具半导体功能的特性，使其能够在体内实现高效的电信号传输，与组织形成紧密界面，提高整体效能和安全性。
　　生化传感器
　　在生化传感领域，水凝胶半导体材料因其多孔结构和高含水量，能够快速、灵敏地检测各种生物标志物。其良好的导电性和生物相容性，使其在实时监测血糖、血氧等生理参数方面具有显著优势。
　　药物递送
　　水凝胶半导体材料的高孔隙率和离子透过性，使其能够有效运输各种药物分子，并根据需要释放。结合其柔软的机械性能和生物相容性，这种材料在精准药物递送方面具有巨大的潜力。
　　组织工程
　　水凝胶半导体材料在组织工程中也显示出广阔的应用前景。其力学特性和高含水量使其能够模拟天然组织的物理特性，而其导电性则有助于促进细胞生长和组织再生。
　　伤口护理
　　对于严重创伤或慢性伤口管理，水凝胶半导体材料因其优越的生物相容性和湿润环境，能够加速伤口愈合并减少感染风险。其内置的导电网络还可以用于监控伤口愈合进程，并通过电刺激促进组织再生。

（据中国科技新闻网）