第一作者：喬子、李雨薇
通訊作者：巨學(xué)明、張坤

通訊單位：四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院

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圖1. A-B：PEDOT:PSS導(dǎo)電纖維經(jīng)激光處理后的相分離形貌及導(dǎo)電域分布。C-G：絲素蛋白基生物電子器件的制備流程及水穩(wěn)定性表征。H-J：海藻酸鈣水凝膠多功能光纖探針的截面電鏡及元素分布。

單根纖維內(nèi)實(shí)現(xiàn)多模態(tài)功能集成，是IFs從概念驗(yàn)證走向系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵。斯坦福大學(xué)鮑哲南團(tuán)隊(duì)報(bào)道的“螺旋卷繞”結(jié)構(gòu)，將平面薄膜上預(yù)先圖案化的數(shù)百個(gè)電極通道、微流控通道及光波導(dǎo)通過應(yīng)力工程自卷曲為直徑僅數(shù)百微米的纖維探針。該構(gòu)型使二維高精度光刻圖形無縫過渡至三維纖維結(jié)構(gòu)，其力學(xué)模量可調(diào)，與鞏膜、脈絡(luò)膜組織高度匹配。這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理可直接遷移至眼科應(yīng)用，例如植入脈絡(luò)膜上腔的多通道視神經(jīng)接口，或兼具藥物緩釋功能的青光眼引流管。

眼表環(huán)境的能量采集面臨功率密度低、間歇性強(qiáng)、濕潤環(huán)境多重約束。當(dāng)前主流的自供能技術(shù)路線包括基于眼瞼閉合動(dòng)作的摩擦/壓電納米發(fā)電機(jī)、基于淚液葡萄糖的生物燃料電池，以及光伏纖維(圖2)。然而，單一技術(shù)路線目前均難以獨(dú)立支撐設(shè)備連續(xù)工作所需的全部能耗。當(dāng)前主流設(shè)計(jì)為“休眠-采集-上傳”占空比架構(gòu)：設(shè)備長期處于低功率休眠狀態(tài)，由能量管理電路監(jiān)控儲(chǔ)能單元狀態(tài)。當(dāng)儲(chǔ)能水平達(dá)到閾值時(shí)，系統(tǒng)喚醒并執(zhí)行一次完整的感知、處理與傳輸任務(wù)，隨后再次進(jìn)入休眠。該策略將平均功耗壓縮至采集功率范圍內(nèi)，使間歇式無線監(jiān)測成為可能。