一种具有仿生视觉适应能力的铁电-液态金属混合人工光敏器

《Advanced Functional Materials》：A Ferroelectric-Liquid Metal Hybrid Artificial Photoreceptor with Biomimetic Visual Adaptation

该研究开发了一种基于偶氮聚合物接枝液态金属纳米颗粒的光响应混合材料，嵌入聚偏氟乙烯-三氟乙烯铁电共聚物基质中，用于人工视网膜假体。该材料在可见和近红外波段实现强光电响应（最大光伏电压>200mV），无需外部电路即可模拟人眼明暗适应机制。动物实验表明其可有效恢复视网膜退化的啮齿类模型对可见光和红外光的感知，并保持三个月内植入稳定性和良好生物相容性，为新一代生物电子应用提供了有前景的平台。

　　

摘要

本研究开发了一种光响应性混合材料，该材料基于接枝了液态金属纳米颗粒的偶氮聚合物，这些颗粒嵌入到聚（偏二氟乙烯-三氟乙烯）铁电共聚物基质中，可用于制造人工视网膜假体。当偶氮聚合物接枝的液态金属纳米颗粒的负载量为5 wt%时，该混合薄膜在可见光和近红外波长范围内表现出强烈的光电响应，最大光电压超过200 mV。独特的是，这种材料无需外部电路即可模拟人类自然视觉的暗适应和明适应机制。在视网膜退化的啮齿动物模型中植入该假体后，有效恢复了其对可见光的视觉敏感性，并扩展了对红外光的感知能力，这一点通过电生理记录和明暗行为测试得到了证实。此外，该植入物在体内三个月内表现出良好的稳定性和生物相容性。这项工作为先进的生物电子应用提供了一个基于铁电聚合物的平台，特别是在开发具有宽光谱光感知能力的下一代视网膜假体方面具有潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。