直播回放 | 宾夕法尼亚大学、辛辛那提大学等三位专家讲述创新生物电子接口技术

发布时间: 2025-06-25

直播时间:2025年6月24日(周二)20:00-21:30

直播链接:请点击链接查看

嘉宾介绍:

Yuanwen Jiang于2023年1月加入宾夕法尼亚大学,担任材料科学与工程助理教授。他的研究专注于为医疗应用设计生物电子材料和设备。蒋博士于2012年在南京大学获得化学学士学位,2018年在芝加哥大学获得化学博士学位。蒋博士曾在斯坦福大学化学工程系进行博士后研究。他的先前工作获得了多项科学认可,包括美国化学会青年研究员研讨会奖、国际纯粹与应用化学联合会 - 索尔维国际青年化学家奖以及百特青年研究员奖。

演讲摘要:

基于可植入和可穿戴设备的生物电子医学能够彻底变革我们管理疾病的方式,并显著提升医疗成果。它通过持续监测和分析关键的(病理)生理信号,使得我们能够通过精确调节细胞活动以闭环方式对疾病和状况进行针对性和个性化的治疗。尽管生物电子医学具有巨大潜力,但现有的医疗设备仍然主要依赖于庞大且坚硬的电子元件,这严重限制了它们在柔软且动态的组织环境中的应用。在这次演讲中,我将介绍我们在探索合理的设计原则和工程策略方面的努力,通过基础材料和设备创新来实现长期稳定、高精度的生物电子应用。

 

Yeongin Kim 教授是美国辛辛那提大学电气与计算机工程系以及机械与材料工程系的助理教授,自 2022 年起任职。他拥有斯坦福大学电气工程专业的博士学位和硕士学位,此前在韩国大学获得了本科学位。Kim 教授的研究专长是用于柔性设备、可穿戴电子设备和光学传感器的有机和无机材料生长与制造。过去十年间,他开创性的工作成果包括在《科学》和《自然》等顶尖期刊上发表的 30 篇高影响力学术论文,以及四项待批或已授权的美国专利。除了创新性研究外,Kim 教授还积极参与科学界活动,担任《自然》和《科学进展》等知名期刊的审稿人,并在国家科学基金会(NSF)评审小组中担任成员。他的突出成就包括 2018 年和 2022 年以第一作者在《科学》上发表的论文,展示了柔性人工神经和无芯片无线可穿戴传感器。Kim 教授的跨学科工作不断推动材料科学和电子技术的发展,为下一代电子设备开辟新天地。

演讲摘要:

异质集成和三维集成电子/光电子技术可以为物联网设备带来颠覆性的改进。传统上,无线电子皮肤依赖于坚硬的集成电路芯片,这会损害整体的柔韧性并消耗相当大的功率。我将介绍一种基于表面声波传感器的无芯片无线电子皮肤,这种传感器由自由悬挂的超薄单晶压电氮化镓薄膜制成。基于表面声波的电子皮肤可实现对应变、紫外线和汗液中离子浓度的高灵敏度、低功耗和长期传感。此外,还将介绍基于有机半导体和光刻工艺的半球形图像传感器。我们的有机半球形图像传感器阵列在所有已报告的半球形图像传感器阵列中,在类似暗电流下展现出最佳的响应度。

 

刘宇鑫博士现任新加坡国立大学(NUS)生物医学工程系助理教授,同时在健康创新与技术研究所(iHealthTech)及 N.1 健康研究院担任项目负责人。他在斯坦福大学获得生物工程学硕士和博士学位。他曾获 ICBME Rising Star 奖、国大校长青年教授(NUS Presidential Young Professorship),并入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下创新者 (亚太区)”。其研究方向聚焦于仿组织脑机接口和可穿戴电子学。

演讲摘要:

具备与活体组织相当的柔软度、弹性及化学敏锐性的生物电子器件,使真正的连续、实时健康监测成为可能。在本次报告中,我将呈现两项以人体为中心的设计,一项面向皮肤、另一项面向神经组织,以展示电化学界面如何在无感存在的同时,精准捕获体内丰富的生理信号。首先,我将介绍一种可拉伸离子-电子双层水凝胶,用于固态表皮生物标志物检测。临床试点研究表明,所得固态表皮生物标志物谱与静脉血化学指标高度对应,并可实时响应运动与饮食挑战。随后,我将阐述一种仿组织神经接口,其独特的电化学界面设计带来极低阻抗。这些进展共同说明,以人为本的电化学界面可为持续生化传感与精准神经接口开辟通用路径。