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  胃腸道疾病已成為現代社會最普遍的健康問題之一，預計該領域的市值接近10億美元。吞咽式微膠囊電子器件對人體組織損傷小，通過胃腸道可更加接近主要器官組織，實現對多種生物標志物和治療靶點的監測，并作為有效的臨床診斷和治療方法（如圖1所示）。由于傳統的吞咽式微膠囊電子器件大多由無機材料制備，再用剛性不可降解聚合物封裝，該器件在消化道中的滯留時間較長，增加了腸胃蠕動紊亂的風險。為降低該潛在風險，出現了一類完全可食用、有營養微膠囊電子器件。

圖1. 可食用、有營養電子器件的組成及其在胃腸道中的診斷及治療應用

  該綜述定義了完全可食用、有營養電子器件概念，并對其制備可行性和關鍵技術問題進行全面論述，此外預測材料溶解速率的理論和實驗模型、器件制備方法、器件結構和應用情況。從現有研究報道看，雖然目前出現了功能單一的完全可食用和有營養電子器件，但是完全可食用、有營養、小型化、性能穩定的多功能電子器件的制造難度仍然很大（圖2）；制備食用電子器件的基材的毒性是可控的；微膠囊器件的使用壽命可采用理論模型和經驗模型進行預測，且可通過集成方法實現調控（圖3）。

圖2. 可食用有營養電子器件用天然衍生物的來源、晶體和分子結構

圖3. 可食用有營養電子器件制備及封裝策略

  論文還對未來發展趨勢進行展望，認為：（1）未來多種新型食用材料、集成策略、先進的生物傳感技術和無線通信技術將被廣泛應用于（圖4、圖5）；（2）更真實的胃腸道模擬器將被廣泛應用于快速評估可食用、有營養電子器件的降解過程；（3）可食用、有營養電子器件的倫理和法律問題將會引起更多關注。

圖4. 可食用有營養傳感器的結構與機理

圖5. 可食用有營養器件的設計、器件實物和應用

  該論文以“Edible and Nutritive Electronics: Materials, Fabrications, Components and Applications”為題目，發表在Advanced Materials Technologies期刊。五邑大學巫瑩柱副教授（共同通訊作者）和葉冬冬博士為共同第一作者，亞利桑那州立大學姜漢卿教授為另一共同通訊作者，其他作者包括巫瑩柱副教授課題組碩士生單穎法、何碩海、蘇子越、梁家豪、鄭金仁，楊子航，以及姜漢卿教授課題組楊浩凱和許雯雯博士。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/admt.202000100

主要作者簡介

巫瑩柱，五邑大學 紡織材料與工程學院，副教授，2014年獲得中山大學博士學位，研究方向包括分子印跡聚合物、柔性電子智能紡織品、生物可吸收器件和微納壓印加工。

姜漢卿，亞利桑那州立大學 物質、運輸和能源工程學院，教授。2001年獲得清華大學固體力學博士學位，研究方向包括新型電子器件及其力學，如可拉伸電子器件和可食用電子器件，以及儲能器件和機械超材料。