Графен как основа для имплантированной электроники

Опубликовано: 27.08.2019

Имплантаты, заменяющие те или иные человеческие органы, давно никого не удивляют, а их эффективность постепенно приближается к естественным аналогам. Это справедливо даже в такой области, как зрение, где добиться результата труднее всего. Более того, не так давно удалось впервые создать имплантат, который позволил мыши видеть в ИК-лучах.

Особый интерес представляют искусственные заменители глаз. (Здесь и ниже иллюстрации Lucas H. Hess et all.)

Но вместе с достижениями налицо и очевидные проблемы. Большинство этих устройств основано на кремнии — твёрдом, хрупком, остром. А потому их интеграция в мягкие ткани сложна и требует переходных «упаковочных» материалов, часто негативно сказывающихся на параметрах самих имплантатов. Любое же «нарушение» упаковки ведёт к повреждению соседней ткани, зачастую — нейронов, в практическом отношении почти невосстановимых. Наконец, тёплые и влажные условия внутри человеческого организма, насыщенность наших внутренностей солями и пр. ограничивают период устойчивого функционирования устройств.

Для имплантируемой электроники нужна гибкая основа, совместимая с человеческими тканями. Lucas Hess) и его коллеги по Мюнхенскому техническому университету (Германия) полагают, что нашли идеальный вариант. И это графен.

Учёным, как они утверждают, удалось экспериментально продемонстрировать исключительную устойчивость графена к агрессивной среде внутри человеческого организма.

Опыты, по уверениям исследователей, показали полную совместимость нейронов и графена.

По их словам, на такой базе также можно делать транзисторы, где регулирование затвора осуществляется в силу взаимодействия с раствором — средой, в которой такое устройство находится. Иными словами, можно включить жидкости, омывающие имплантированную электронику, в непосредственную деятельность последней.

Что особенно важно, графеновые транзисторы, в которых затвор регулируется окружающим его раствором, будут намного чувствительнее к электронным изменениям в их окружении, чем обычная кремниевая техника.

Сейчас исследователи работают над взаимодействием графеновых интерфейсов с различными клетками, включая ганглионарную (нейрон сетчатки глаза). Впечатления самые радужные: графен, по их словам, отменно биосовместим во всех рассмотренных экспериментально случаях.

С препринтом исследования можно ознакомиться здесь.