生物电子界面材料作为生物组织/器官与电子器件的交汇枢纽，为生理生化信息的精准采集、长期监测与智能调制奠定了重要基础。毛发是电子器件与皮肤组织之间的天然屏障，阻碍了生物信号的精准采集。很多场景毛发不能剔除，如稚嫩的新生儿的皮肤；动物毛发与其运动功能、生活习性密切关联。

北京师范大学化学学院刘楠教授与认知神经科学与学习国家重点实验室邢大军教授课题组合作提出一种全新的解决方案：兼具毛发适应性与粘附可调性的毛发皮肤-生物电子界面材料（HAAT）。该材料基于动态共价键与离子导电通道的协同设计，首次实现了在不剃毛的情况下，对毛发浓密动物（如猴、鼠）长时程、高精度的脑电信号采集监测并用于动物行为认知（图1）。

图1. 毛发适应与粘附可调的生物电子界面材料（HAAT）的设计。a）用于动物认知研究的HAAT示意图。b）HAAT的毛发适应性与粘附可调的工作机制：1）动态键的断裂使材料能够穿透毛发；2）动态键的重组与界面共价键的形成实现强粘附；3）界面动态相互作用的失效实现无损去除。c）HAAT穿透不同密度毛发的照片，包括猴子、小鼠的浓密毛发以及手部稀疏毛发。

基于生物相容性的硫辛酸和导电的两性离子化合物制备了可相转变穿过毛发且粘附温和可调的导电凝胶，即共聚物poly(ST-co-SBMA)，利用其中的二硫键动态断裂与重组特性，实现了材料的液-固可逆转变。在加热状态下，材料呈低模量流动态，可轻松穿透浓密毛发并与皮肤微结构实现共形；冷却后，材料重新固化，形成强韧的电极-皮肤粘附界面，为信号稳定采集奠定基础。利用拉曼光谱的二维相关光谱解析了不同键合作用随温度变化的动力学解离顺序，表面梯度粘附作用有助于电极材料与生物/组织器官的动态粘附适形（图2）。

图2. HAAT的化学结构与动态分析。a）poly(ST-co-SBMA)的化学结构及链间相互作用。b）变温流变分析。c, d）SEM图显示HAAT穿透毛发形成共形界面。e-g）拉曼光谱的二维相关光谱解析不同键合作用随温度变化的解离顺序。

HAAT电极成功采集了人、猴、小鼠等不同毛发密度的头皮脑电信号。在猴子的视觉注意任务中，能高精度监测事件相关电位（ERP），展现了其在认知神经科学研究中的巨大潜力（图3）。与传统商业电极相比，HAAT无需外部压力即可稳定贴合，信号质量更优。该研究为开发适用于毛发动物的非侵入式脑机接口提供了全新思路。

图3. 猴子视觉注意研究中的事件相关电位监测。a）用于研究猴子大脑注意过程半球偏侧化的视觉注意任务实验设计。b）视觉注意任务的实验流程。c-e）两组相邻通道（HAAT电极vs.商用电极）的事件相关电位热图、信噪比的统计直方图（d）和箱线图（e）对比。f）在左侧圆环和右侧圆环条件下的对侧（f1）与同侧（f2）事件相关电位。g）大脑对视觉信息的对侧加工示意图。

该研究近期被Nature Communications杂志以“Conformal And Adhesive Gel for Stable Electrophysiology on Hairy Animals Without Shaving”为题接收发表（Nature Communications, 2026, 17, 2249）。北京师范大学化学学院刘楠教授与认知神经科学与学习国家重点实验室邢大军教授为共同通讯作者。化学学院硕士研究生杨乐怡为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金等的资助。

    文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-70093-z