Графен применим в биоэлектронике

Схема эксперимента по изучению применимости графена в биологических клетках. Сравнение сигналов

Схема эксперимента по изучению применимости графена в биологических клетках. Сравнение сигналов "свободной" сердечной клетки и клетки, взаимодействующей с полевым транзистором на основе графена, показало, что биологический объект остается неповрежденным. (кликните картинку для увеличения)

02.03.2010 (9:25)
Просмотров: 3797
Рейтинг: 1.20
Голосов: 5

Теги:
графен, биоэлектроника, клетка,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Как показали последние исследования, графен, одноатомный слой углерода, может быть интегрирован в живые клетки. Это означает, что столь удивительный двумерный материал может быть в будущем использован в биоэлектронике. В дальнейшем такой ход позволит «размыть» границу между электроникой и биологическими системами.

Графен, дебютировавший на научной арене в 2004 году, благодаря своим физическим и механическим свойствам уже стал отличным конструктивным элементом для практически любых наноэлектронных устройств. Двумерный материал, имеющий гексагональную кристаллическую решетку, обладает высокой тепло- и электропроводностью, при этом относительно высокой прочностью (по сравнению с другими материалами подобного масштаба). Графену найдено множество применений в нанотехнологиях, но до сих пор ученые не знали практически ничего о взаимодействии этого материала с биологическими клетками.

Для восполнения этого пробела в мировой науке, совместная группа ученых из Harvard University (США) и National Center for Nanoscience and Technology (NCNST, Китай) провели серию экспериментов, в рамках которых они показали возможность создания интерфейсов взаимодействия листа графена (толщиной в один атом углерода) с сердечными клетками. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Nano Letters. Помимо этого, команда продемонстрировала, что полевой транзистор (FET, field-effect transistor), созданный из одномерного кремниевого нанопровода (SiNW-FET), может быть «подключен» между двумя пластинами графена, также взаимодействуя с живыми клетками.

Исследователи получили результаты с помощью специально разработанных чипов, включающих слои графена и полевой транзистор из кремниевого нанопровода (SiNW-FET). Подобные чипы создавались при помощи двух последовательных шагов. На первом шаге ученые переносили фрагменты одноатомных листов графена на подложку из оксида кремния и «подключали» к нему контакты методикой электронной литографии. После этого из раствора формировалась нанонить из полупроводника акцепторного типа (SiNW); окончательное формирование полевого транзистора также выполнялось методом литографии.

Сформированные чипы ученые размещали на сердечных клетках, полученных у куриных эмбрионов и расположенных на тонкой полимерной подложке в физиологическом растворе. Запись электрических сигналов клетки показала, что биологические объекты остаются неповрежденными, не смотря на взаимодействие с полевым транзистором.

Полученные результаты открывают перед биологами массу возможностей по использованию уникальных свойств наноматериалов и наноустройств на основе графена в биоэлектронике. Одно из возможных будущих применений такого «соседства» - создание гибрида мускула и электронного устройства с возможностью управления извне или же создание полноценного интерфейса для взаимодействия с клеткой любого типа. Также полученные результаты могут использоваться при биомедицинском тестировании новых препаратов.

Следующим шагом исследовательская группа планирует соединить биологическую клетку с объемной наноструктурой, которая не формируется непосредственно на подложке.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100