Нов полупроводник от хидрогел представлява пробив в биоелектрониката с тъканно взаимодействие
Идеалният материал за свързване на електрониката с жива тъкан е мек, еластичен и също толкоз водолюбив, колкото и самата тъкан - в резюме, хидрогел. От друга страна, полупроводниците, които са основни материали за биоелектрониката, като пейсмейкъри, биосензори и устройства за снабдяване на медикаменти, са твърди, нежни и ненавиждат водата. Освен това са невъзможни за разтваряне по метода, по който обичайно се основават хидрогеловете.
В оповестена в публикация от Училището по молекулярно инженерство (Pritzker School of Molecular Engineering - PME) на Калифорнийския университет в Чикаго е това предизвикателство е позволено. Как? Изследователите, ръководени от доцент доктор Сихонг Уанг, премислят процеса на основаване на хидрогелове, с цел да се сътвори мощен полупроводник под формата на хидрогел. Крайният резултат е синкав гел, който трепти като морско желе във вода, само че резервира голямата полупроводникова дарба, нужна за предаване на информация сред жива тъкан и машина.
Материалът показва модул на тъканно равнище с мекост от 81 kPa, еластичност при 150% дисторция и пъргавина на заряд-носител до 1,4 cm2 V-1 s-1. Това значи, че новият материал - по едно и също време полупроводник и хидрогел - дава отговор на всички условия за съвършен биоелектронен интерфейс.
„ Когато се основават имплантируеми биоелектронни устройства, едно от провокациите, с които би трябвало да се справите, е да създадете устройство с механични свойства, сходни на тези на тъканите “, споделя Яхао Дай, водещият създател на новата публикация. „ По този метод, когато то се свърже непосредствено с тъканта, те могат да се деформират дружно и също по този начин да образуват доста съкровен биоинтерфейс. “
Въпреки че научният труд се концентрира главно върху провокациите пред вградените медицински устройства, като биохимични датчици и пейсмейкъри, Дай декларира, че материалът има и доста евентуални нехирургични приложения, като по-добро отчитане на маркери по кожата или усъвършенствана грижа за раните.
„ Той има доста меки механични свойства и огромна степен на хидратация, сходна на живата тъкан “, сподели доцент доктор Сихонг Уанг от UChicago PME. „ Хидрогелът също по този начин е доста шуплест, тъй че разрешава ефикасен дифузионен превоз на разнообразни типове хранителни субстанции и химикали. Комбинацията от всички тези качества прави хидрогела евентуално най-полезния материал за тъканно инженерство и доставка на медикаменти. “
Източник: EurekAlert
