利用PVA载体胶带实现纳米金刚石阵列的应力辅助转移,以促进生物集成传感与标记的应用

《Advanced Functional Materials》:Swelling-Induced Stress-Assisted Transfer of Nanodiamond Arrays With a PVA Carrier Tape for Conformal Bio-Integrated Sensing and Labelling

【字体: 时间:2026年05月23日 来源:Advanced Functional Materials 19

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   摘要 将氮空位(NV)中心纳米钻石阵列共形集成到柔软、含水的、弯曲的生物界面上,仍然是体内量子传感和成像的一个基本挑战。传统的转移技术往往由于依赖高温、腐蚀性化学物质或机械剥离而失败,导致图案损坏、保

  

摘要

将氮空位(NV)中心纳米钻石阵列共形集成到柔软、含水的、弯曲的生物界面上,仍然是体内量子传感和成像的一个基本挑战。传统的转移技术往往由于依赖高温、腐蚀性化学物质或机械剥离而失败,导致图案损坏、保真度低或生物相容性差。在这里,我们报道了一种使用聚乙烯醇(PVA)可溶性胶带的转移策略,该策略能够快速、无残留地、高保真地将纳米钻石图案转移到各种生物界面上。这种方法的成功基于PVA背衬独特的“水合-软化-膨胀-自剥离”机制。原位机械追踪显示,PVA的不均匀膨胀在界面产生瞬态的正应力和剪切应力。这些应力在室温下3分钟内使胶带分层,同时促进纳米钻石与基底的粘附。相比之下,传统胶带会发生被动溶解和塌陷,导致残留物污染和效率降低。利用这一机制,我们能够在超软水凝胶(约0.6 kPa)和高度弯曲的生物表面(如头发,100 μm?1)上实现共形图案化。此外,我们还展示了一种双身份验证系统,该系统在水凝胶隐形眼镜上集成了数据存储和物理不可克隆功能。这项工作为生物界面工程提供了一个多功能工具,并为功能纳米材料的温和、高效转移提供了一个通用框架。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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