胃肠道疾病已成为现代社会最普遍的健康问题之一，预计该领域的市值接近10亿美元。吞咽式微胶囊电子器件对人体组织损伤小，通过胃肠道可更加接近主要器官组织，实现对多种生物标志物和治疗靶点的监测，并作为有效的临床诊断和治疗方法（如图1所示）。由于传统的吞咽式微胶囊电子器件大多由无机材料制备，再用刚性不可降解聚合物封装，该器件在消化道中的滞留时间较长，增加了肠胃蠕动紊乱的风险。为降低该潜在风险，出现了一类完全可食用、有营养微胶囊电子器件。

图1. 可食用、有营养电子器件的组成及其在胃肠道中的诊断及治疗应用

  该综述定义了完全可食用、有营养电子器件概念，并对其制备可行性和关键技术问题进行全面论述，此外预测材料溶解速率的理论和实验模型、器件制备方法、器件结构和应用情况。从现有研究报道看，虽然目前出现了功能单一的完全可食用和有营养电子器件，但是完全可食用、有营养、小型化、性能稳定的多功能电子器件的制造难度仍然很大（图2）；制备食用电子器件的基材的毒性是可控的；微胶囊器件的使用寿命可采用理论模型和经验模型进行预测，且可通过集成方法实现调控（图3）。

图2. 可食用有营养电子器件用天然衍生物的来源、晶体和分子结构

图3. 可食用有营养电子器件制备及封装策略

  论文还对未来发展趋势进行展望，认为：（1）未来多种新型食用材料、集成策略、先进的生物传感技术和无线通信技术将被广泛应用于（图4、图5）；（2）更真实的胃肠道模拟器将被广泛应用于快速评估可食用、有营养电子器件的降解过程；（3）可食用、有营养电子器件的伦理和法律问题将会引起更多关注。

图4. 可食用有营养传感器的结构与机理

图5. 可食用有营养器件的设计、器件实物和应用

  该论文以“Edible and Nutritive Electronics: Materials, Fabrications, Components and Applications”为题目，发表在Advanced Materials Technologies期刊。五邑大学巫莹柱副教授（共同通讯作者）和叶冬冬博士为共同第一作者，亚利桑那州立大学姜汉卿教授为另一共同通讯作者，其他作者包括巫莹柱副教授课题组硕士生单颖法、何硕海、苏子越、梁家豪、郑金仁，杨子航，以及姜汉卿教授课题组杨浩凯和许雯雯博士。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/admt.202000100

主要作者简介

巫莹柱，五邑大学 纺织材料与工程学院，副教授，2014年获得中山大学博士学位，研究方向包括分子印迹聚合物、柔性电子智能纺织品、生物可吸收器件和微纳压印加工。

姜汉卿，亚利桑那州立大学 物质、运输和能源工程学院，教授。2001年获得清华大学固体力学博士学位，研究方向包括新型电子器件及其力学，如可拉伸电子器件和可食用电子器件，以及储能器件和机械超材料。