211service.com
Grafen og den nye teknologi af neurale proteser
Den nye teknologi inden for neurale proteser har magten til at ændre, hvad det vil sige at være menneske. Evnen til at implantere elektroder i øjnene ører, rygsøjle eller endda hjernen har potentialet til at overvinde degenerative sygdomme, reparere ødelagte kroppe og endda forbedre vores sanser med overmenneskelige evner.
Men på trods af adskillige forsøg med elektroniske enheder implanteret i den menneskelige krop, er der stadig mange udfordringer forude. Problemet er, at de fleste af disse enheder er baseret på siliciumsubstrater, som er hårde, stive og skarpe. Det er normalt ikke egenskaber, der passer godt sammen med blødt væv.
Som følge heraf kan enhver lille bevægelse af disse enheder beskadige nærliggende væv og i værste tilfælde danne arvæv. Desuden kan det varme, våde og salte miljø inde i kroppen beskadige elektroniske komponenter, hvilket begrænser deres levetid.
Det, der er nødvendigt, er selvfølgelig et fleksibelt substrat, der også er biokompatibelt med menneskeligt væv. Nu siger Lucas Hess og venner ved Technische Universität München i Tyskland, at de har fundet det ideelle materiale - grafen. I dag skitserer de deres planer for grafen-baserede neurale proteser og de eksperimenter, de allerede har lavet for at teste dens biokompatibilitet.
Grafen er ideelt, fordi kulstof-kyllingetråd kun er et enkelt atom tykt og derfor meget fleksibelt. Det holdes også sammen af kulstofbindinger, som er blandt de mest stabile kendt af kemikere. Det betyder, at det skal være relativt stabilt inde i menneskekroppen.
Men grafen har en anden fordel. Hess og venner har vist, hvordan det er muligt at bruge det til at lave transistorer, der er gated af den løsning, som transistoren sidder i. Med andre ord vil de naturlige kropsvæsker, der omgiver disse proteser, udgøre en integreret del af deres drift.
Såkaldte løsningsstyrede transistorer er meget mere følsomme over for elektroniske ændringer i deres miljø end konventionelle siliciumenheder. [Graphene-baserede] enheder...overgår langt de nuværende teknologier med hensyn til deres gate-følsomhed, siger Hess og co.
Disse fyre er begyndt at teste grafen-grænseflader med forskellige celler, såsom retinale ganglieceller, og rapporterer, at grafen har fremragende biokompatibilitet.
Selvfølgelig er arbejdende grafen-baserede neurale proteser et stykke ude i fremtiden. Men Europa annoncerede for nylig en investering på 1 milliard euro i grafenforskning over de næste ti år. Hvis det ikke giver nogle betydelige fremskridt på dette område, vil intet gøre det.
Ref: arxiv.org/abs/1302.1418 : Grafentransistorer til bioelektronik