北理工团队在柔性电子领域发表学术论文

近日，北京理工大学集成电路与电子学院柔性电子器件与智造研究所在《Nature Communications》上发表题为“Neuroprosthetic contact lens enabled sensorimotor system for point-of-care monitoring and feedback of intraocular pressure”的学术论文。论文报道了一种用于眼压即时监测和感觉反馈的神经形态隐形眼镜（Ti3C2Tx-NCL），实现了眼压信号的实时有效监测，加强了眼睛和大脑之间的神经传递，建立了眼部信号异常的躯体感觉反馈，在柔性健康监测领域显示出独特的优势。北京理工大学为唯一通讯单位，博士研究生刘伟佳为论文的第一作者，李腊副教授和沈国震教授为通讯作者。

可持续监测眼压的智能隐形眼镜可实现青光眼的早期预防和近视眼手术的术后监测。但是，目前报道的智能隐形眼镜都缺乏生物反馈功能，无法为患者提供眼压感觉反馈。同时，由于每个人对疼痛的感知和交感神经的反应不同，智能隐形眼镜很难及时有效地为患者提供医学治疗。因此，建立眼压异常与躯体感觉皮层之间的联系具有重要意义。

本文报道了一种可入眼佩戴的神经形态隐形眼镜，该隐形眼镜由眼压-温度双模态传感器和数据传输/显示系统组成。得益于高性能敏感材料（2D Ti3C2TxMXene）的选用和蛇形电极结构的惠斯通电桥设计，所制备的眼压传感器具有12.52 mV mmHg-1的高灵敏度和优异的稳定性，实现了眼压的实时监测和预警。大鼠实验表明：该神经形态隐形眼镜可将温度校正后的眼压信号转换为脉冲信号，通过电流传递到体感皮层，引发分级的感觉反馈进而传递到运动皮层，使运动皮层中产生诱发信号刺激坐骨神经。最后，通过突触激活下游肌肉，引起腿部抽搐，从而形成眼压信号产生-神经感知-运动反馈的闭环回路。

论文通过材料制备、结构设计和器件集成，提出了一种具有高灵敏度、可入眼佩戴的神经形态隐形眼镜，实现了眼压的实时监测和感觉反馈。这一进展为眼部疾病的预防与精准诊疗、治疗提供了新的解决方案。

论文详情：WeijiaLiu, Zhijian Du, Zhongyi Duan, La Li* and Guozhen Shen*.Neuroprosthetic contact lens enabled sensorimotor system for point-of-care monitoring and feedback of intraocular pressure.Nat.Commun.15, 5635 (2024).

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-49907-5.

附柔性电子器件与智造研究所及论文作者简介：

柔性电子器件与智造研究所依托北京理工大学集成电路与电子学院、柔性电子校级平台和损伤器官重构与再造重点实验室，瞄准国际科技前沿与国家重大需求，围绕柔性电子器件与系统，从半导体材料合成、工艺开发、设备研制、系统研制等方面开展系统的前沿基础与应用研究。通过微电子、光电子、量子信息、力学、仿生、医疗等多学科领域深度交叉，面向柔性薄膜晶体管与应用、柔性光电器件与视觉芯片、柔性感知与智能机器人、仿生传感器与健康医疗、柔性多功能集成系统的设计与应用等多个方面，努力打造国际一流、独具特色的柔性智能电子研发与智造平台。研究所目前已经形成了由国家级领军人才为带头人，国家级青年人才等为骨干的学术队伍。研究所多项科研成果在Nature/Science子刊等国际重要学术期刊上发表，并多次被Nature子刊、中央电视台等学术与新闻媒体关注和报道。

李腊，北京理工大学预聘副教授，博士生导师。主要研究方向为眼部可佩戴集成电子器件。在Nat. Commun.、Nano-Micro Lett.，等SCI期刊发表论文60余篇，论文总引用3000余次，H-index 30。参与撰写英文学术专著1部。

沈国震，北京理工大学集成电路与电子学院特聘教授、博士生导师，柔性电子器件与智造研究所所长，国家级领军人才。长期从事低维半导体材料及相关柔性电子器件的研究。以第一完成人身份获北京市科学技术二等奖、中国材料研究学会科学技术一等奖等。现任英国皇家化学会会士、中国材料研究学会理事。发表SCI收录论文300余篇，获引用超过3万，H-index为97。