切姆尼茨理工大学 多亏了微型传感器和人造肌肉，未来的微电子学将能够呈现复杂的形状，并与敏感的生物组织建立生物神经界面，而不会造成损伤
学分:IFW德累斯顿/化学工业大学 灵活、适应性强的微电子技术被认为是新的、更有效的生物医学应用的创新动力
例如，这些包括受损神经束的治疗、慢性疼痛或假肢的控制
为了做到这一点，电子器件和神经组织之间的紧密接触对于有效的电耦合和机械耦合至关重要
此外，微小而灵活的手术工具的生产也带来了潜在的应用
由教授领导的国际团队
医生
奥利弗·G
施密特是德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所(IFW)纳米科学综合研究所的负责人，同时也是切姆尼茨理工大学纳米电子学材料教授和纳米膜材料、结构和集成中心的创始人
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教授的学生
施密特的团队现在首次证明了这种自适应微电子技术能够以可控的方式定位自己，操纵生物组织，并通过分析传感器信号对其环境做出响应
里夫金作为第一作者，研究结果已经发表在《高级智能系统》杂志上
在自适应微电子学中首次结合了动态过程的不同特性 直到现在，微电子结构还不可能既感知又适应它们的环境
尽管存在具有监测自身形状的应变传感器的结构、具有在空间中定向自身的磁传感器的微电子或其运动可由电活性聚合物结构控制的装置，但是这些特性的组合可用于微米级的动态变化生物体，即
e
远低于一毫米，目前还没有报道
自适应智能微电子 这些应用的核心是聚合物薄膜，只有0
5 mm宽，0
35毫米长，作为微电子元件的载体
相比之下，1美分硬币的直径约为16毫米
在他们的出版物中，来自切姆尼茨理工大学和德累斯顿莱布尼茨IFW的团队现在展示了自适应和智能微电子技术，由于适当的传感器的反馈，该技术使用微观人工肌肉来重塑和适应动态环境
传感器信号通过电连接馈入微控制器，在微控制器中对其进行评估，并用于产生人造肌肉的控制信号
这使得这些微型工具能够适应复杂和不可预测的解剖形状
例如，神经束总是有不同的大小
自适应微电子技术可以温和地封闭这些神经束，以建立合适的生物神经接口
为此，必须将形状或位置传感器与微执行器相结合
因此，自适应微电子技术是在所谓的“单片晶片级工艺”中制造的
“晶圆片”是由硅或玻璃制成的平面基板，在其上制造电路
单片生产允许在一个衬底上同时并行制造多个部件
这使得生产速度更快，同时更具成本效益
人造肌肉产生运动——在有机环境中使用是可能的 Chemnitz和Dresden的研究小组开发的聚合物薄膜只有0
5 mm宽，0
35毫米长
它充当微电子元件的载体，并配有人造肌肉和传感器
这使它能够感知周围环境，识别物体，并适应不同的形状
学分:IFW德累斯顿/化学工业大学 自适应微电子技术的运动和整形是通过人工肌肉，即所谓的“执行器”来实现的
它们通过喷射或吸收离子来产生运动，因此可以重塑聚合物膜
这个过程是基于使用聚合物聚吡咯(PPy)
这种方法的优点是可以以目标方式进行形状的操纵，并且具有已经非常低的电偏压(小于1伏)
人造肌肉在有机环境中使用也是安全的，这一事实在过去已经被其他小组证明过了
这包括测试微机械在各种与医疗应用相关的环境中的性能，包括脑脊液、血液、血浆和尿液
未来会有更复杂的微电子机器人 来自德累斯顿和Chemnitz的团队预计，自适应和智能微电子技术将在中期发展成为复杂的机器人微系统
鲍里斯·里夫金说:“关键的下一步是从以前的平面架构过渡到三维微型机器人
之前的工作已经证明了平面聚合物薄膜是如何通过自组织折叠或卷曲来重塑三维结构的
我们将在这些材料中添加自适应电子器件，以开发系统，如机器人微导管、微型机械臂和可延展的神经植入物，它们可以根据数字指令半自主地工作
" 医生
丹尼尔·卡尔瑙申科，教授小组组长
奥利弗·施密特的团队补充道，“如此复杂的微型机器人将需要大量单独的执行器和传感器
在这样的密度下有效地容纳和使用电子元件是一个挑战，因为需要比可用空间更多的电连接
这将通过复杂的电子电路来解决，这些电子电路将在未来集成到自适应微电子中，以便将适当的指令传递给正确的组件
" 这项工作也有助于机器人辅助外科手术的新兴领域，这可以使侵入性更小，但更精确的程序
智能外科手术工具能够产生关于其形状和位置的可靠反馈，在治疗脆弱组织时变得不可或缺
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