【石墨烯電晶體推動生物電子學】

明道

【石墨烯電晶體推動生物電子學】

 

 

連結神經元與石墨烯

在化學溶液中的變化作出反應的基於石墨烯電晶體可以用於電子設備直接連結到人體的中樞神經系統。

這是在德國研究人員建立了陣列的設備，對周圍的活細胞的電解質的變化作出反應的索賠。

小組希望它的研究可能導致視網膜植入物可以説明一些視力受損的人，看到的圖像。

研究為中心的神經元創建跨其細胞膜激發，與所產生的鈉離子移入移出到周圍的解決方案的儲存格和鉀離子的電位差時的小電壓。

自 1970 年代以來一直在如上，來檢測電解屬性的儲存格，使用一種類型的場效應電晶體 (FET) 周圍的液體中的這一突然變化。

這些設備被稱為閘道解決方案 Fet (SGFETs) 和做的初步研究了使用矽。

但石墨烯被隔離在 2004 年後，一些研究者發現這種材料 — — 碳只有一個原子厚厚一層 — — 可用於創建更好的 SGFETs。

清潔、 敏感和靈活

根據領導了工作的技術合作大學慕尼克，何塞 · 加里多石墨烯提供超過矽的幾個重要優勢。

第一，石墨烯表面保持清潔 — — 與矽、 快速形成有辱人格的性能氧化層當暴露在電解質不同。

第二，電子在石墨烯中的有極高的流動性，這使得設備比矽 SGFETs 敏感得多。

最後，石墨烯是極其靈活，這是好的因為植入大腦或類似的組織內的任何設備必須是可彎曲。

SGFET 是不同常規的石墨烯電晶體、 在其中通過其石墨烯通道的電流可控制通過更改應用到附近的"門"電極的電壓。

在 SGFET，相比之下，門電壓保持不變，石墨烯暴露在電解環境的儲存格。

溶液中離子的濃度的任何改變會影響電子性質的字母，從而改變其電導率和石墨烯通道中的電流。

發射的神經元因此作為電子信號檢測到。

聰明的計畫

其新的工作，加里多和他的同事創建了 8 × 8 陣列的 SGFETs — — 與每個個別的電晶體測量跨約 10 μ m。

這些陣列被用來檢測發射訊號從人工培養基培養的神經元細胞。

研究人員還顯示神經元細胞能夠在石墨烯層靠近長時間的存活。

他們現在想要顯示在活組織 — — 而不是儲存格文化 — — 和那神經組織的 SGFETs 工作不影響設備的存在。

根據加里多，石墨烯 SGFETs 的重要應用程式會創建視網膜植入物，可改善視力受損者的視線。

事實上，他認為一個包含大約 1000 個元素的陣列可以提供足夠的資訊，一個人要能夠感知圖像與大腦。

另一個重要的應用程式可以作為皮層植入物，説明人們控制假肢。

雖然創建一個 1000年-元素的陣列的石墨烯 SGFETs 是一個簡單的過程，加里多說內人技術整合將需要更大量的工作。

該技術是在arXiv伺服器上預印本中所述。

關於作者

麥高樂莊士敦是 physicsworld.com 的編輯器中
.

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/feb/20/graphene-transistors-give-bioelectronics-a-boost