Imperceptible Augmentierung von lebenden Systemen mit organischen bioelektronischen Fasern

Zusammenfassung Die funktionale und sensorische Augmentierung von lebenden Strukturen, wie menschlicher Haut und Pflanzenepidermis, mit Elektronik kann zur Schaffung von Plattformen für das Gesundheitsmanagement und die Umweltüberwachung genutzt werden. Idealerweise sollten solche bioelektronischen Schnittstellen die inhärenten Empfindungen und physiologischen Veränderungen ihrer Wirte nicht behindern. Der gesamte Lebenszyklus der Schnittstellen sollte zudem so gestaltet sein, dass er ihren ökologischen Fußabdruck minimiert. Hier berichten wir über die imperceptible Augmentierung von lebenden Systemen durch in situ Befestigung von organischen bioelektronischen Fasern. Mit einer orbitalen Spanntechnik können substratfreie und offene Faser-Netzwerke – basierend auf Poly (3,4-Ethylenedioxythiophen): Polystyrolsulfonsäure – an biologischen Oberflächen, einschließlich Fingerspitzen, Hühnchenembryos und Pflanzen, befestigt werden. Wir verwenden anpassbare Faser-Netzwerke, um Elektroden auf der Haut zu erstellen, die Elektrocardiogramm- und Elektromyografie-Signale aufzeichnen können, hautgesteuerte organische elektrochemische Transistoren sowie augmentierte Touch- und Pflanzen-Schnittstellen. Wir zeigen auch, dass die Fasern verwendet werden können, um vorgefertigte Mikroelektronik und elektronische Textilien zu koppeln, und dass die Fasern repariert, aufgerüstet und recycelt werden können.