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新兴的软性生物电子
生物电子学可以在组织和设备界面上传导信号，以测量和调节用于医疗保健监测和疾病治疗的生物学活动。当前，广泛使用了多种生物电子设备，例如胶状传感器，心脏起搏器和静电图。然而，由于体内的机械菌株和复杂的生物流体，传统的刚性电子设备无法有效地满足长期舒适性，预先限制和稳定性的要求。在过去的几年中，以可穿戴的纺织品的形式越来越兴趣柔性和可拉伸的生物电子学，可穿着的皮肤和植入物内部，旨在遵守非平面和动态组织。因此，我们很高兴在先进的功能伴侣上组织这一特殊问题。我们在这里强调了材料，结构，功能和界面，用于软性生物电子学，收集了6份评论，1个进度报告和11篇令人兴奋的领域的文章。传统的电子设备通常是刚性，平面，干燥和静态的，而生物组织则是柔软，曲线，离子和动态的，因此应设计新材料以减少这些差异以建立有效且可靠的接口。pooi参见李和同事（文章1907184），小陈和同事（文章编号1909540），以及穆里米塔·科塔尔（Moumita Kotal）和伊尔克万（Moumita Kotal）和伊尔克万（Ilkwon）和同事（文章1910326）讨论了expermal and oblavelable and car的基础，并讨论了car的基础和材料设计。纳米材料，用于导电聚合物和水凝胶。还解决了体内生物电子学长期稳定性的挑战。除了材料外，设备结构和实施技术还广泛研究以减少组织损伤并提供长期的信号稳定性，主要进步和代表性的例子由Fei Pei和Bozhi Tian（文章编号1906210）和Kyung-In Jang-In Jang and Taeyoon Lee和Taeyoon Lee和Co-Workers（文档编号1910026）仔细强调。传感器是探索最多的生物电子设备的一种类型。对于触觉传感器，Darren J. Lipomi和同事（文章编号1906850）报告了触觉设备的刺激性有机材料的开发。Zhenan Bao及其同事（文章编号1903100）通过使用金字塔微结构设计，提出了一种可调，一致和可再现的电容压力传感器的有效方法。
孤子现象在心脏功能的过程中
生化模型解释了Psy-Chobiological Life的复杂机制。他仍然无法解释从无生命的过渡到生物的过渡。阈值在哪里，它的本质在哪里，生化过程在与意识及其对躯体的影响及其对SOMA的影响相干，反之亦然？类似的问题是在其他心理过程中，它们的性质不适合生物的生物化学模型，并且根据生物化学相互作用是无法解释的，同样，根据量子过程（包括波浪物理学）来描述它是更容易的。它与心脏或其他器官的功能相似，在此，仅考虑细胞的生化过程，而忽略了生物电子过程。人不仅是一种纯粹的生物结构，而且还包含生物化学，生物电子，信息和控制论过程的基础，这些基础负责塑造人的心理生物学过程。科学中的当代生物系统在局部结构水平上被考虑，忽略了能量和信息结构。通过将认知重点转移到能量和信息结构上，该生物可以被视为信息的产生者：电磁，孤子，声学，声学，自旋和生物质量。这种生物电子结构以他的电子个性创造了同性电子。2。心脏传导系统
生物医学工程
E62 BME 140 生物医学工程概论该课程极具挑战性，是广阔而多样的生物医学工程 (BME) 领域的入门课程，主要有两个目的。一是通过讲座、阅读作业、家庭作业和考试教会学生独立思考、解决问题并了解工程原理如何应用于生物电、生物力学、生物分子、生物技术和生物成像领域。二是通过医学院和工程学院教师的客座讲座向学生介绍这些领域正在进行的一些令人着迷且具有挑战性的研究。该课程具有挑战性，因为处于早期阶段的学生总体上缺乏知识基础，无法理解主题领域的工程/生物学方面或所呈现的研究。尽管如此，由于未来的成功取决于此，因此自始至终都强调培养自学以及定量和分析解决问题的能力，但要保持在适当的水平。课程结束时，希望学生能够开始掌握成功完成工程课程所需的技能和方法，以及对 BME 有更深入和更明智的认识。共同要求：物理 197、化学 111A 和大学水平微积分。3 个学分。EN：TU
使用MFC
增加的人为活动和自然资源的消费导致化石燃料的下降。要解决不断增长的能源需求，需要一种可持续和环保能源的来源。微生物燃料电池（MFC）代表生物电性产生的最新进步。这项技术利用微生物代谢有机基材释放的电子，将它们从阳极通过外部电路转移到阴极以产生能量。在我们的研究中，我们研究了有机底物牛粪的功效，作为在生物电力产生微生物的情况下的电子供体。在阳极和阴极腔之间采用了盐桥，以促进质子转移。我们的发现表明，以这种方式构建的MFC可以有效地从有机废物中产生电力，从而为正在进行的全球能源危机提供潜在的解决方案。在5天的时间内监测了该基材的实验读数，根据产生的电压评估性能。生成参数的最高记录值为1.31mv。这些双腔室微生物燃料电池是一种未来能源解决方案的有前途的技术。
使用微生物燃料电池设计，结构和测试电能的产生
抽象本文旨在设计，建立和测试微生物燃料电池，这些微生物燃料电池是从有机废物中采购燃料的，使用微生物燃料电池为LED供电。研究得出的结论是，微生物燃料是所有消费者都可以生产和使用的未来电力的前瞻性能源。使用容易获得的材料，即浆料，在市场上，即其他微生物燃料电池。微生物燃料电池是一种生物电气化学系统，可将化学能从有机化合物/可再生能源转化为在厌氧条件下通过阳极的微生物催化，从有机化合物/可再生能源转化为电能/生物电气能量。该过程已成为发电的一种有吸引力的替代方法。基于测试，单个室MFC的寿命最小两个半寿命，可产生超过500 mV的最大电压。，其中18个（产生稳定且增加的电压）在框架内串联链接。五个红色LED灯成功地由整个布置供电。这表明已安装的更多MFC可能会产生更多的电力来运行控制系统。
合成神经中的平行传输
2英国牛津大学牛津大学牛津大学综合生物学培训中心3英国牛津大学生物化学系4对这项工作 *相当贡献 *通讯作者摘要的生物电子设备，这些设备是无绳和软的，在医学，机器人和化学计算中的开发项目的前线。在这里，我们描述的是生物启动的合成神经元，完全由柔软的柔性生物材料组成，能够在厘米距离内快速电化学信号传递。像天然细胞一样，我们的合成神经元从其末端释放神经递质，从而启动下游反应。神经元的成分是通过脂质双层连接的纳米液水滴和水凝胶纤维。传输是通过轻驱动泵向上游双层驱动的，并通过离子传导蛋白孔介导。通过将多个神经元捆绑成合成神经，我们表明不同的信号可以同时沿平行轴突传播，从而传递时空信息。合成神经可能在下一代植入物，软机器和计算设备中起作用。引言生物电子学的新兴领域主要集中于可植入和可穿戴的医疗设备的开发，这些设备可调节目标组织的生物电活性以产生治疗作用1-5。类似的技术正在加速机器人技术6,7和计算设备8-12的进度。然而，由于其僵硬的电极阻碍，传统设备尚未发挥其全部潜力。机械性能不是生物电子学所面临的唯一问题。这种电极通常会随着时间的流逝而降解，从而导致与活细胞的通信失去。此外，刚性电极材料，例如金属，产生较差的设备 - 组织界面，导致细胞的不加区分靶向，组织损伤3。解决这些局限性的努力涉及用软或生物组件13,14封装电极，或者专注于电极微型化和提高的柔韧性4,13。然而，这种修改无法改变这些材料的固有机械性能，这意味着它们仍然太僵硬，无法满足生物组织的机械要求3。常规电极仅限于使用电脉冲（场和电流）作为活细胞检测的信号2,4。但是，在细胞通信中，信号在很大程度上基于离子和分子的释放15,16。通过用软电极材料（例如导电17-20）替换设备中的传统电极来取得进展。随着生物相容性和柔韧性的改善，由这些材料构建的设备涉及许多常规技术的固有局限性。例如，软电极材料已被用于介导离子信号传导，从而提供了与组织20-22的增强界面，但到目前为止的方法已经是
一种用于安全地体内放大电生理信号的电解质门控有机晶体管的新型偏置方案
肿瘤切除术中神经活动的监测、神经外科手术[6–8]中慢性植入物中癫痫病灶的识别[9–11]以及神经假体。[12–17]为了在保留大量任务相关信息的同时尽量减少侵入性，人们对皮层电图 (ECoG) 和微皮层电图 (μ ECoG) 技术进行了广泛的研究。[18–22]对于皮层内微电极，由于与信号源的距离增加，ECoG 和 μ ECoG 都表现出一些固有的局限性。[23]此外，由于电极小型化和随之而来的阻抗增加，μ ECoG 会受到噪声增强的影响。[24,25]在这种情况下，脑记录将从原位第一级信号放大策略中受益匪浅。在克服这些限制的各种策略中，半导体技术已用于神经生理学应用。无机场效应晶体管已成功证明可作为体外生物电活动传感器，[26–28] 但它们在体内的应用受到无机半导体的化学和机械特性的限制，尤其是暴露于水环境时。[29] 这使得无机晶体管沦为微电极集成多路复用器的角色。[30]
利用导电聚合物和水凝胶进行直流电刺激的指南
碳聚合物广泛应用于航空航天、电子、[1–4] 太阳能电池技术、[5–9] 太阳能水净化、[10] 电池（如超级电容器）[11–14] 和生物医学工程（如记录和刺激电极涂层、药物输送、组织工程支架）。[15–21] 这些聚合物固有的导电性来源于它们的化学结构，该结构由重复的单键和双键（π-π）碳键交替链组成，允许电子沿着聚合物主链自由移动。此外，这些材料可以通过几种工艺（如化学、电化学、光子）进行掺杂，通过极化子的积累有效地提高它们的电导率。[22] 除了出色且可调的电性能外，碳聚合物还是一种经济高效的金属替代品，可生物降解、生物相容性好，可以通过多种工艺合成，并可以涂覆在不同类型的基材上。在研究最多的 CP 中，我们发现了聚吡咯 (PPy)、聚苯胺 (PANI) 和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT/PSS)。所有这些 CP 都已广泛应用于生物医学应用，用于生物电测量、电刺激、药物输送以及生物致动器和生物传感器。[23–27] 特别是，由于 PEDOT 的高电化学稳定性和三维结构，在过去十年中，将其用作刺激电极涂层一直是研究的中心。
生理传感设备的灵活且可拉伸的有机电化学晶体管
柔性且可拉伸的生物电子学提供了电子和生物系统之间的生物相容性界面，并受到了对各种生物系统的现场监测的极大关注。有机电子中的巨大进展已使有机半导体以及其他有机电子材料，由于其潜在的机械合规性和生物相容性，用于开发可穿戴，可植入和生物相容性电子电路的理想候选者。有机电化学晶体管（OECT）作为新兴的有机电子构建块，由于离子性质在开关行为，低驾驶电压（<1 V）和高跨导能（在毫米范围内）而引起的生物传感具有显着优势。在过去的几年中，据报道，生化和生物电传感器构建富裕/可拉伸OECT（FSOECTS）方面的显着进步。在这方面，为了总结这一新兴领域的重大研究成就，本综述首先讨论了FSOECT的结构和关键特征，包括工作原理，材料和建筑工程。接下来，总结了FSOECT是关键组成部分的各种相关的生理传感应用。最后，讨论了进一步推进FSOECT生理传感器的主要挑战和机会。
光诱导的双氢原子转移，用于聚合和3D传导聚合物的3D打印
由于其芳族结构的固有稳定性，富含电子杂种五个五环（ERHP）（例如噻吩衍生物和吡咯衍生物）的聚合具有挑战性。所得聚合物是有机半导体材料，在有机电子和生物电子设备中广泛使用。在这里，我们报告了有效的氢原子转移（HAT）光催化剂，它是二聚化产物（1,2-双（4-（2-羟基甲氧基）苯基）乙烷-1,2-二酮），是由Irgacure 2959的光解2959的光解产生的酰基自由基，以及用于脱发的酸性化合物。脱氢作用是通过双HAT过程发生的，从而实现了ERHP的光聚合。此反应还允许我们在水凝胶中制造三维（3D）导电途径。可以打印水凝胶以形成聚苯乙烯磺酸盐的聚苯乙烯磺酸盐，形成独立的3D导电结构，精度为220 nm，明显超过了使用先前方法（> 10 µm）构建的结构。该方法引入了3D电极精确工程的机会，有可能扩大有机电子和生物电子药物的应用。