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  近日，浙江大學IBE團隊藍玲怡研究員，在Materials Horizons (RSC)上發表了一篇題為 “In situ formed hydrogels for soft bioelectronics” 的綜述文章，系統梳理了原位成型水凝膠在柔性生物電子學領域的最新進展，重點聚焦于水凝膠形成的機理、關鍵應用方式、功能，以及在柔性生物電子系統中的新興應用。此外，文章還對未來發展進行了展望，強調原位水凝膠在推動該領域創新與性能提升方面所具有的變革性潛力。

為什么選“原位成膠”？破解貼合痛點

  預成型水凝膠（preformed hydrogels）由于與皮膚等不規則表面難以有效貼合，往往導致信號采集不夠穩定。相比之下，原位成型水凝膠（in situ formed hydrogels）能在目標位置完成溶膠到凝膠轉變，自適應貼合復雜生物界面，提升穩定性與信號質量。

  隨著柔性電子學的不斷發展，電子皮膚、可穿戴設備及生物醫療電子器件等新興領域展現出巨大潛力。然而，如何在剛性電子與柔軟的生物組織之間實現穩定接口，仍是亟待解決的問題。水凝膠因其與生物組織相似的力學性能和良好的生物相容性，成為構建柔性生物電子學的重要材料。近年來，原位成型水凝膠作為一種能夠在生物表面直接發生溶膠-凝膠轉變的功能性材料，在信號采集和傳感應用中展現出獨特優勢。本綜述系統總結了原位水凝膠在柔性生物電子學中的最新進展，包括其形成機理、關鍵功能以及應用場景，并展望了未來的發展方向。(圖1)

圖1 綜述內容框架

1、原位形成水凝膠的形成機制

  文章總結了四類主要的形成方式：光誘導、溫度誘導、自組裝、溶劑蒸發誘導

2、原位形成水凝膠的關鍵功能

  原位水凝膠因其獨特的成膠方式和界面特性，在柔性生物電子學中展現出多種關鍵功能（圖2），包括生物粘附界面和生物粘附電極。

圖2 與預成型水凝膠相比，原位成型水凝膠的優勢

3、原位成型水凝膠在柔性生物電子學中的應用

  基于上述性能，原位成型水凝膠在以下方面展現了廣泛應用：

1.生物電生理信號監測（圖3）

肌電（EMG）：用于記錄肌肉活動信號，在康復醫學和人機交互中展現應用潛力。

心電（ECG）：可在運動、出汗環境下保持穩定信號采集，支持長時間連續監測。

腦電（EEG）：通過原位成膠突破頭皮毛發阻礙，顯著降低阻抗并實現高保真信號采集。

圖3 原位水凝膠在電生理信號監測中的應用

2.物理信號監測

  用于脈搏、呼吸、吞咽及關節彎曲等多種運動檢測，表現出優異的貼合性和靈敏度。

圖4 物理運動監測

  該綜述系統梳理了原位水凝膠在柔性生物電子學中的研究進展，涵蓋從形成機制到應用方法，并總結了其作為生物界面和電極的功能。原位成型水凝膠憑借其生物相容性、可控導電性及動態界面適應能力，在信號采集、醫療治療及生物調控中展現了巨大潛力。未來，隨著材料學、柔性電子與人工智能的交叉發展，原位成型水凝膠有望實現從單一傳感材料向多模態、智能化、可規�；纳镫娮訉W核心組件轉變，推動下一代可穿戴與醫療電子的突破性進展。

  鏈接地址：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/mh/d5mh01356a