Μια νέα μέθοδος αυτοσυναρμολόγησης δημιουργεί βιονικά από μικροδομές

Ο χημικός Alexander Prominsky και ο μοριακός μηχανικός Lingyuan Ming, μεταπτυχιακοί φοιτητές στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και πρώτοι συγγραφείς της έρευνας. Πίστωση: Tian Lab

Ο συνδυασμός μαλακών και εύκαμπτων ζωντανών κυψελών με άκαμπτα, άκαμπτα ηλεκτρονικά μπορεί να είναι μια πρόκληση. Οι ερευνητές του UChicago έχουν αναπτύξει έναν νέο τρόπο αντιμετώπισης αυτής της πρόκλησης χρησιμοποιώντας μικροδομές για την κατασκευή βιονικών και όχι από πάνω προς τα κάτω – δημιουργώντας ένα εξαιρετικά προσαρμόσιμο προϊόν.


Οι ερευνητές ενδιαφέρονται πολύ να δημιουργήσουν ηλεκτρονικά που μπορούν να αλληλεπιδράσουν ομαλά Βιολογικός ιστός; Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία για τη διερεύνηση του τρόπου λειτουργίας των κυττάρων ή των ιστών Ιατρικές συσκευέςΌπως η διέγερση ιστών για νόσο του Πάρκινσον ή καρδιακά προβλήματα.

Συνήθως, τέτοια βιονικά δημιουργούνται μέσω μιας προσέγγισης «top-down», με τα ηλεκτρονικά ήδη συναρμολογημένα και μικροσκοπικά για να ταιριάζουν στο βιολογικό σύστημα. Αλλά σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Νανοτεχνολογία της φύσης, Βοηθός. Ο καθηγητής Bozhi Tian και η ομάδα του χρησιμοποιούν διαφορετική μέθοδο. Οι ερευνητές υιοθέτησαν μια προσέγγιση «από κάτω προς τα πάνω», στην οποία μικροσκοπικά δομικά στοιχεία που ονομάζονται μικκύλια ενώνονται για να σχηματίσουν βιονικά με βάση τον άνθρακα.

Τα μικκύλια είναι μια ομάδα μορίων που μπορούν να σχηματίσουν μια σφαιρική δομή λόγω αλληλεπιδράσεων με το νερό. Αυτές οι μοναδικές δομές παίζουν ουσιαστικό ρόλο σε πολλά βιολογικά και Χημικές διεργασίες, Όπως το πώς τα απορρυπαντικά απομακρύνουν τα λάδια ή πώς το σώμα επεξεργάζεται λίπη.

Τα μικροσκοπικά μικκύλια συσσωρεύονται για να σχηματίσουν πολύ λεπτά φύλλα με νανοπόρους – καλυμμένα με μικροσκοπικές τρύπες – που επιτρέπουν πολύ μεγαλύτερη ευελιξία. Αυτοί οι πόροι αυξάνουν την επιφάνεια, επιτρέποντας περισσότερη επαφή και καλύτερη διασύνδεση. Οι πόροι βελτιώνουν επίσης την ανθεκτικότητα της βιοηλεκτρονικής συσκευής, η οποία είναι σημαντική επειδή τα βιονικά πρέπει να είναι σε θέση να προσαρμόζονται καλά στην μαλακή βιολογική μεμβράνη. Για να το καταλάβετε, φανταστείτε πόσο ένα κομμάτι κέικ λυγίζει με πολλές τσέπες αέρα, έναντι ενός πυκνού brownie.

“Αυτό είναι το πρώτο ερευνητικό έγγραφο που χρησιμοποιεί μικροσκοπική, μικροσκοπική, μικροσκοπική αυτοσυναρμολόγηση, η οποία καθοδηγείται από μικροσκόπιο για βιονικά”, δήλωσε ο Alexander Prominsky, χημικός. αποφοιτώ Συν-συγγραφέας της εφημερίδας. “Αυτό δείχνει επίσης ότι πρέπει να αναζητούμε περισσότερες αρχές από άλλους τομείς, όπως η αποθήκευση ενέργειας, για τη δημιουργία βιομετρικών διεπαφών.”

Ένα άλλο πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η ευελιξία της στην κατασκευή της συσκευής. Η δημιουργία βιονικών είναι τόσο απλή όσο η εναλλαγή δομικών στοιχείων.

«Οι πορώδεις μεμβράνες άνθρακα μπορούν να ανιχνεύσουν και να βιοφυσική διέγερση», δήλωσε ο Lingyuan Meng, μεταπτυχιακός φοιτητής από τη Σχολή Μοριακών Μηχανικών του Pritzker και συν-συγγραφέας της εργασίας. “Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να βρει κλινικές εφαρμογές για καταστάσεις όπως η επιληψία ή η νόσος του Πάρκινσον.”


Η εμφυτεύσιμη συσκευή μπορεί να παρακολουθεί και να θεραπεύει καρδιακές παθήσεις


περισσότερες πληροφορίες:
Yin Fang et αϊ. Αυτόνομη συναρμολόγηση πορώδους και ομοιογενούς μεμβράνης άνθρακα για βιοηλεκτρονικές διεπαφές Νανοτεχνολογία της φύσης (2020). DOI: 10.1038 / s41565-020-00805-z

το απόσπασμα: Νέα μέθοδος αυτοσυναρμολόγησης δημιουργίας βιονικών από μικροδομές (2021, 22 Ιανουαρίου) Ανακτήθηκε στις 22 Ιανουαρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-01-self-assembly-method-bioelectronics-microscopic.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη μεταχείριση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Παρακολούθησα τον επίμονο αναβάτη της NASA να κρέμεται πάνω από τον Άρη στις τελευταίες εικόνες

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *