Жидкие металлы для перенастраиваемой биoэлектроники

Будущие биoэлектронные технологии должны развиваться дальше пассивной мягкости к активной перенастраиваемости, обеспечивая интеллектуальные интерфейсы, адаптирующиеся к динамическим физиологическим и экологическим изменениям. Однако присущее статичное строение большинства современных устройств препятствует такой адаптивной перенастройке и регулировке производительности, что приводит к функциональному несоответствию между динамическими биологическими системами и статичными электронными архитектурами. Для преодоления этого разрыва появилась парадигма перенастраиваемой биoэлектроники, способная динамически изменять свою физическую форму и функции в ответ на внешние или физиологические стимулы. Жидкие металлы (ЖМ), объединяющие деформируемость, регулируемую жесткость, высокую электрическую и тепловую проводимость, чувствительность к множественным стимулам и биосовместимость, предлагают уникальную материальную платформу для реализации внутренней перенастраиваемости без структурной сложности. Используя свою материальную перенастраиваемость, биoэлектроника на основе ЖМ достигает надежной работы, универсальной функциональности и динамической биоинтеграции, что позволяет создавать многофункциональные диагностические, терапевтические и интерактивные системы. Этот обзор предоставляет всесторонний обзор перенастраиваемой биoэлектроники на основе ЖМ, охватывая фундаментальные свойства материалов, стратегии производства и проектирования, а также основные механизмы перенастройки. Также выделены перспективные биомедицинские применения — от имплантируемых и носимых систем до мягкой робототехники и тактильных интерфейсов — и обсуждаются ключевые проблемы и направления дальнейшего развития ЖМ-биоэлектроники в сторону клинически жизнеспособных, интеллектуальных и многофункциональных платформ.