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            【行业动态】为满足灵活性和稳定性的需求研究
            作者:admin 发布时间:2021-09-10 05:34

              【行业动态】为满足灵活性和稳定性的需求,研究团队开发了一种制造碳基生物电子设备和界面的新方法

              尽管在药物输送、生物传感和组织调节方面有广泛的临床应用——想想起搏器、葡萄糖监测器、人工耳蜗、电子药物疗法——但生物电子设备往往是刚性的、低能效的,并且对活细胞具有机械和化学侵入性。铂、氧化铱或氮化钛等传统材料往往体积庞大。聚合物基材料在重复使用时会变得电化学不稳定。虽然用碳纳米材料涂覆表面可以减少帮助,但它会增加设备的体积,还会导致体内并发症。

              为了克服这些缺点,芝加哥大学田研究实验室的研究人员一直在研究一种生物相容性更好、电效率更高且无毒的碳基纳米材料。关注对更大灵活性和稳定性的需求,研究团队开发了一种制造碳基生物电子设备和界面的新方法。

              “我们的工作主要涉及……介孔碳膜的合成,”该实验室的研究人员说。与早期使用聚合物作为粘合材料的碳基生物电子设备不同,这种设备是整体式的,或不含粘合剂。“如果您查看其他基于石墨烯或碳纳米管的碳基材料,它们总是需要某种类型的基质或粘合剂 [将材料固定在一起],”研究人员补充道。“在我们的案例中……因为我们不使用任何类型的粘合剂……它同时提高了这种材料的导电性和稳定性。”

              纳米级生物电子材料的一个基本特征是它们的自组装能力,研究人员解释说,这是“根据 [它们的] 化学和物理特性 [而不是] 通过人类相互作用形成结构”。为此,研究人员使用胶束,一种带电原子或分子的聚集体,分散在液体中形成胶体悬浮液。“胶束就像表面活性剂的单独表面……然后在自组装过程中导致材料部分分离。”

              该研究的另一个独特方面,是使用交叉电极。这种设计缩小了亚细胞界面的电极尺寸。“传统的电极会产生很多有毒的副产品,”研究人员说,例如,电极表面的法拉第反应或电荷转移反应。这些导致可能损害活细胞的毒性。“所以[使用新界面]你有一种非常健康的方式来刺激细胞。” 科学家们能够展示对离体心脏、视网膜组织和大鼠坐骨神经电生理的电容控制,以及生物电子心脏感应。虽然这项研究深入了解细胞如何与材料相互作用,以及更多具有更好电化学特性的生物相容性材料如何有利于引发反应,但 研究人员表示,现在是深入研究细胞和问题的生物物理学的时候了。“然后另一个挑战肯定是将这些材料转化为实际应用。” 这些包括未来的柔性电生物传感和生物电疗法。

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              原标题:《【行业动态】为满足灵活性和稳定性的需求,研究团队开发了一种制造碳基生物电子设备和界面的新方法》

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