讀外刊《科學》破解科技英語-具有超高變形能力的固有可拉伸電子裝置用於監控動態運動器官

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本文節選自外刊《科學》(SCIENCE ADVANCES 30 Mar 2022 Vol 8, Issue 13)Intrinsically stretchable electronics with ultrahigh deformability to monitor dynamically moving organs——具有超高變形能力的固有可拉伸電子裝置,用於監控動態運動器官。

讀外刊《科學》破解科技英語-具有超高變形能力的固有可拉伸電子裝置用於監控動態運動器官

論文節選內容如下:

Intrinsically stretchable electronics with ultrahigh deformability to monitor dynamically moving organs

具有超高變形能力的固有可拉伸電子裝置,用於監控動態運動器官

Intrinsically stretchable electronics represent an attractive platform for next-generation implantable devices by reducing the mechanical mismatch and the immune responses with biological tissues。

固有可拉伸電子器件透過減少機械失配和生物組織的免疫反應,為下一代植入式裝置提供了一個有吸引力的平臺。

Despite extensive efforts, soft implantable electronic devices often exhibit an obvious trade-off between electronic performances and mechanical deformability because of limitations of commonly used compliant electronic materials。

儘管進行了大量的努力,但是由於通常使用的柔性電子材料的限制,柔軟的可植入電子裝置通常在電子效能和機械變形性之間表現出明顯的折衷。

Here, we introduce a scalable approach to create intrinsically stretchable and implantable electronic devices featuring the deployment of liquid metal components for ultrahigh stretchability up to 400% tensile strain and excellent durability against repetitive deformations。

在這裡,我們介紹了一種可擴充套件的方法來建立本質上可拉伸和可植入的電子裝置,其特點是部署液態金屬元件,以實現高達400%拉伸應變的超高拉伸性和對重複變形的優異耐久性。

The device architecture further shows long-term stability under physiological conditions, conformal attachments to internal organs, and low interfacial impedance。

該裝置結構還顯示出在生理條件下的長期穩定性、與內部器官的共形附著和低介面阻抗。

Successful electrophysiological mapping on rapidly beating hearts demonstrates the potential of intrinsically stretchable electronics for widespread applications in health monitoring, disease diagnosis, and medical therapies。

對快速跳動的心臟進行成功的電生理標測證明了固有可拉伸電子器件在健康監測、疾病診斷和醫學治療中廣泛應用的潛力。

重點詞彙

intrinsically從本質上(講);內在地;固有地

stretchable可伸縮的;可拉伸的;有彈性的

ultrahigh超高的;特高的

deformability可塑能力;可變形能力;形變度

next-generation新一代的;下一代的

implantable可移植的;可植入的

mismatch不匹配;不協調;實力懸殊的比賽;將…不當匹配;錯配

trade-off平衡;協調

stretchability[力]拉伸性;延性

tensile strain拉伸應變;張力應變;拉伸變形

Implantable electronics provide personalized platforms for health monitoring, disease diagnosis, and medical therapies by integrating sensing, stimulation, and drug delivery capabilities。

植入式電子裝置透過整合感測、刺激和藥物輸送功能,為健康監測、疾病診斷和醫學治療提供個性化平臺。

Despite excellent electronic performances, conventional rigid probes tend to induce long-term inflammatory responses as a result of the large mechanical mismatch with the soft, curvilinear, and dynamic biological tissues。

儘管具有優異的電子效能,但由於與柔軟、彎曲和動態生物組織的大的機械不匹配,傳統的剛性探針往往會誘發長期的炎症反應。

To overcome this limitation, stretchable electronics have emerged as a promising technology that features compliant mechanical properties to withstand bending, twisting, and expanding。

為了克服這一限制,可拉伸電子產品已經成為一種有前途的技術,它具有順從的機械效能,能夠承受彎曲、扭曲和膨脹。

The excellent mechanical deformability is the enabler of conformable and intimate interfaces with skins, internal organs, and stem cell–derived tissues。

優異的機械變形性使得與面板、內部器官和幹細胞衍生的組織的貼合和緊密的介面成為可能。

The seamless integration of functional electronics with biological systems provides an enticing opportunity for the stable collection of rich physiological information and the facile implementation of electrical/chemical simulations。

功能電子學與生物系統的無縫整合為豐富生理資訊的穩定收集和電/化學模擬的簡易實現提供了誘人的機會。

重點詞彙

implantable可移植的;可植入的

therapies治療;療法;療效;心理治療;治療力;(therapy的複數)

mismatch不匹配;不協調;實力懸殊的比賽;將…不當匹配;錯配

curvilinear曲線勾勒的;用曲線表示的

stretchable可伸縮的;可拉伸的;有彈性的

twisting捻;(twist的現在分詞形式);扭動;擰;扭傷;扭曲;扭轉;纏繞;翹曲;纏繞的;曲折的;轉動的

deformability可塑能力;可變形能力;形變度

conformable順從的;願意遵守社會習俗的;相似的;一致的;整合的

skins面板;外皮;皮;毛皮;(skin的複數);剝皮;削皮;長皮;面板癒合;(skin的第三人稱單數)

internal organs內臟;內臟器官;五臟六腑

Currently, several design strategies are available to construct stretchable electronic devices and systems。

目前,有幾種設計策略可用於構造可拉伸的電子裝置和系統。

Strain engineering represents a straightforward approach to convert various thin-film electronic devices into highly extensible structures。

應變工程代表了一種將各種薄膜電子器件轉化為高度可延展結構的直接方法。

The open-mesh design in particular has demonstrated excellent deformability on the system level for the intimate interaction with living tissues and the facile implantation through syringe injections。

尤其是開放式網格設計在系統層面上表現出了良好的可變形性,可與活體組織緊密互動,並可透過注射器注射輕鬆植入。

The inherent high rigidity of conventional electronic materials, however, may still induce notable mechanical constraints on soft biological systems。

然而,傳統電子材料固有的高剛性仍然可能對軟生物系統產生顯著的機械約束。

An alternative approach makes use of all compliant material components to construct intrinsically stretchable electronic devices, which naturally exhibit skin-like mechanical properties without complicated structural designs。

另一種方法是使用所有相容的材料元件來構建本質上可拉伸的電子裝置,這種裝置自然地表現出面板般的機械效能,而無需複雜的結構設計。

The recent studies have shown the substantial suppression of adverse reactions in these systems because of the improved mechanical compatibility with soft tissues during long-term implantable applications。

最近的研究表明,由於在長期植入應用中與軟組織的機械相容性得到改善,這些系統中的不良反應得到了顯著抑制。

重點詞彙

stretchable可伸縮的;可拉伸的;有彈性的

straightforward簡單的;易做的;易懂的;誠實的;坦率的;坦誠的

thin-film薄膜的

extensible可擴張的;可延長的;可展開的

deformability可塑能力;可變形能力;形變度

facile貌似有理的;淺薄的;膚淺的;易得的;輕而易舉的;不費力的;過於簡單的

syringe注射器;噴射器;沖洗器;用注射器向(耳朵;傷口)噴射;用噴射器(在植物上)噴灑

injections注射;注射劑;充血;(衛星)入軌;(injection的複數)

compliant服從的;遵從的;順從的;有可塑性的;柔量的;符合的;依從的;按照的;遵照的

intrinsically從本質上(講);內在地;固有地

Intrinsically stretchable conductors represent a class of key building materials to determine the structural designs and the electronic performances of soft implantable devices。

本質可拉伸導體是決定軟植入器件結構設計和電子效能的一類關鍵建築材料。

Stretchable nanocomposites are formed by embedding various conductive nanostructures into soft elastomers including carbon nanotubes, metal nanowires, and metal flakes。

可拉伸奈米複合材料是透過將各種導電奈米結構嵌入軟彈性體(包括碳奈米管、金屬奈米線和金屬薄片)而形成的。

Despite decent conductivity and deformability, the degradations in electromechanical properties of these nanocomposites at fine feature dimensions are unfortunately incompatible with high-density integration。

儘管導電性和可變形性不錯,但不幸的是,這些奈米複合材料在精細特徵尺寸下的機電效能退化與高密度整合不相容。

Electrically conductive hydrogels and polymers are mechanically compliant and well suited for implantable devices。

導電水凝膠和聚合物具有機械順應性,非常適合用於植入裝置。

The low electronic conductivity often requires the combination with metal structures and thereby limits the stretchability of corresponding devices。

低電子傳導率通常需要與金屬結構相結合,從而限制了相應器件的延展性。

A eutectic gallium indium (EGaIn) alloy, commonly termed as liquid metal, stands out as a competitive candidate material with excellent electronic conductivity (3。4 × 104 S/cm), low melting point (15。5°C), and liquid-state deformability。

共晶鎵銦(EGaIn)合金通常被稱為液態金屬,是一種極具競爭力的候選材料,具有出色的電子電導率(3。4 × 104 S/cm)、低熔點(15。5°C)和液態變形能力。

The negligible toxicity is the enabler for various biomedical applications of liquid metal including drug delivery, cancer therapy, skin-attachable sensors, and electronic blood vessels。

可忽略的毒性使得液態金屬能夠用於各種生物醫學應用,包括藥物輸送、癌症治療、可貼附面板的感測器和電子血管。

The flowable characteristics, on the other hand, give rise to insufficient structural stability as the direct interface with dynamically moving tissues and organs。

另一方面,作為與動態運動的組織和器官的直接介面,可流動特性導致結構穩定性不足。

In addition, liquid metals suffer from chemical corrosion under physiological conditions, thereby inhibiting the stable and reliable operation for long-term in vivo applications。

此外,液態金屬在生理條件下會遭受化學腐蝕,從而抑制了長期體內應用的穩定和可靠操作。

These practical issues represent the major barriers for the deployment of liquid metal conductors in stretchable and implantable electronics。

這些實際問題代表了在可拉伸和可植入電子裝置中使用液態金屬導體的主要障礙。

重點詞彙

intrinsically從本質上(講);內在地;固有地

stretchable可伸縮的;可拉伸的;有彈性的

conductors導體;售票員;領導者;指揮;(conductor的複數)

implantable可移植的;可植入的

flakes鱗片;雪花;(flake的複數)

deformability可塑能力;可變形能力;形變度

degradations墮落;落魄;潦倒;毀壞;惡化;(degradation的複數)

electromechanical電動機械的;機電的

high-density高密度;高密度的;密度大的

mechanically機械地;呆板地;物理上地

In this study, we reported a scalable fabrication of intrinsically stretchable and implantable electronic device featuring low interfacial impedance, ultrahigh stretchability up to 400% tensile strain, excellent durability against repetitive deformations, and long-term stability under physiological conditions。

在這項研究中,我們報告了一種可擴充套件的本質可拉伸和可植入電子器件的製造方法,該器件具有低介面阻抗、高達400%拉伸應變的超高可拉伸性、對重複變形的優異耐久性,以及在生理條件下的長期穩定性。

The entire device is completely made of highly compliant electronic materials, including liquid metal interconnects, conductive nanocomposite electrodes, and microcracked conductive polymer bioelectronic interface。

整個裝置完全由高度相容的電子材料製成,包括液態金屬互連、導電奈米複合電極和微裂紋導電聚合物生物電子介面。

Liquid metal interconnect exhibiting metal-level conductivity of 3。8 × 104 S/cm and liquid-state deformability is the enabler of exceptional stretchability and low signal losses in the device。

液態金屬互連具有3。8 × 104 S/cm的金屬級電導率和液態變形能力,使器件具有出色的延展性和低訊號損耗。

Stretchable nanocomposite modified by conductive polymer provides a mechanically compatible and electronically stable interface to interact with biological tissues。

由導電聚合物改性的可拉伸奈米複合材料提供了與生物組織相互作用的機械相容和電子穩定的介面。

A soft and stretchable electronic patch is constructed to achieve conformal attachments on rapidly beating hearts and continuous epicardial electrophysiological recording/mapping for over 5000 expansion-contraction cycles。

構建了一種柔軟且可拉伸的電子貼片,以在快速跳動的心臟上實現保形附著,並實現超過5000個膨脹-收縮週期的連續心外膜電生理記錄/標測。

The successful capture of anomalous epicardial electrograms during cardiac arrhythmia demonstrates the potential application of the stretchable electronic patch for the diagnosis of cardiovascular diseases。

心律失常期間異常心外膜電圖的成功捕獲證明了可拉伸電子貼片在心血管疾病診斷中的潛在應用。

The design and fabrication demonstrated here offer a general strategy to create robust electronics in deformable form factors for implantable sensing and stimulations。

此處展示的設計和製造提供了一種通用策略,以可變形的形式為植入式感測和刺激創造強大的電子裝置。

重點詞彙

intrinsically從本質上(講);內在地;固有地

stretchable可伸縮的;可拉伸的;有彈性的

implantable可移植的;可植入的

electronic device電子裝置;電子裝置

ultrahigh超高的;特高的

stretchability[力]拉伸性;延性

tensile strain拉伸應變;張力應變;拉伸變形

deformations變形;畸形;(deformation的複數)

exhibiting展覽;表現;展出;顯示;陳列;(exhibit的現在分詞)

deformability可塑能力;可變形能力;形變度

基於多年的語言學習實踐,發現,隨著社會的飛速發展,英語、漢語等重要語言也在不斷的與時俱進。這個時候,我們以不變應萬變的方法之一,可以是閱讀主流刊物。

針對英語而言,無論是為了提高英語水平還是備考任何英語考試,英美外刊都應該是列為首選的最重要的學習資料。當我們真正深入去精讀過英美外刊,不僅可以瞭解英語國家的文化,增長我們的見識,對於英語學習來說,還能夠積累以英語為母語者的常用詞彙,短語和句型。

建議大家在閱讀本文時:第一遍快速閱讀,領悟文章重點,瞭解大意;第二遍開始精讀,每看完一段,要仔細體會其中每一句在段落中的功能,各句之間的聯絡,這一段是如何銜接上下文的,它在整個語篇中的地位,以提高你猜測詞義和推理上下文能力;第三遍可以檢視中英翻譯,繼續從微觀到宏觀地理解原文,學會區分重點和次要資訊(這對考試時的閱讀非常重要),總結詞彙,搭配和句型,並且最好獨自翻譯一遍原文,以進一步加強理解。

最後建議大家要學以致用,利用從文章中學到的詞彙,搭配,句型以及長難句結構進行造句,提高英文寫作能力。

學習路徑建議:金句記憶——關鍵詞學習——拓展詞彙訓練——觸類旁通——舉一反三。

溫馨提示:閱讀完看著中文譯文自己動手翻譯出英文,然後將您譯的英文與原文進行對比,以此來提升英文表達和句子結構的準確性和地道性。

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