IF 79.8！原子级厚度的生物电子学

本文精选

类组织生物电子学已经发展成为一种实用、用户友好且不显眼的系统，可以与人体实现无缝双向集成。以石墨烯为代表的二维材料独特地适合创建超薄且功能性的生物界面。在这篇展望性文章中，我们全面讨论了二维材料及其在生物电子学中相关的电学、光学、环境和机械性能。我们展示了基于二维材料的生物电子设备在组织界面（皮肤电子学）和器官界面（器官电子学）方面的应用实例。重要的是，我们为该领域的未来发展提供了路线图，并强调了尚待解决的相关挑战。

创新点：

1. 系统性地建立了二维材料在生物电子学领域的理论框架

2. 首次提出"皮肤电子学"和"器官电子学"的概念分类

3. 构建了生物电子学发展的完整技术路线图

4. 创新性地将材料性能与生物医学需求相结合

5. 建立了二维材料生物电子学的多维评价体系

科研启发：

1. 基础研究要注重建立系统性的理论框架和评价标准，为领域发展提供清晰指引

2. 科研工作应该着眼于实际应用需求，将材料特性与应用场景深度融合

3. 在开展前沿研究时，需要提前布局技术发展路线，为未来发展预留空间

4. 跨学科融合是推动科技创新的重要途径，应当加强不同领域间的交叉研究

5. 科研成果的转化要充分考虑实际应用中的各种限制因素，注重解决关键技术瓶颈

思路延伸：

1. 深入研究二维材料与生物组织的界面相互作用机制，开发新型生物相容性评价方法，提升材料在生物学应用中的安全性和有效性

2. 探索开发具有多功能集成的智能生物电子器件，实现诊断、治疗和监测的一体化，推动精准医疗的发展

3. 研究二维材料在神经接口、组织工程等前沿领域的应用潜力，开发新一代神经调控和组织修复技术

4. 设计和优化器件结构和制备工艺，提高生物电子设备的稳定性和可靠性，实现长期植入应用

5. 开发新型封装技术和表面修饰策略，改善材料的生物相容性和组织亲和性

6. 探索二维材料与其他功能材料的协同作用，开发混合型生物电子界面

7. 研究微纳加工技术在生物电子器件制造中的应用，提升器件的精密度和集成度

8. 开发智能响应系统和控制算法，实现生物信号的精确采集和处理

Atomically thin bioelectronics

Nat. Rev. Mater. (IF 79.8)

Pub Date  : 2024-10-31

DOI : 10.1038/s41578-024-00728-4

Dmitry Kireev, Shanmukh Kutagulla, Juyeong Hong, Madison N. Wilson, Mehrdad Ramezani, Duygu Kuzum, Jong-Hyun Ahn, Deji Akinwande

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