Материал по образцу клеточных мембран ускорит биоэлектронику

Команда исследователей под руководством Юаньвэня Цзяна из Пенсильванского университета разработала новый материал для биоэлектронных устройств, вдохновлённый строением клеточных мембран.

Материал состоит из двух компонентов: один формирует пути для движения ионов, другой — отталкивает воду. Это позволяет устройству быстро реагировать на биологические сигналы и сохранять стабильность во влажной среде.

При добавлении материала к транзисторам устройства стали реагировать примерно за 1,3 микросекунды — в 67 раз быстрее по сравнению с неизменёнными устройствами (87 микросекунд). Кроме того, набухание материала снизилось с 247 % до 19 %, а модифицированные устройства сохранили 96 % исходного тока через четыре недели (у неизменённых — 59 %).

В условиях, имитирующих физиологическую среду, устройства стабильно работали до 28 дней. Исследователи также протестировали технологию на измерении уровня дофамина: модифицированные транзисторы фиксировали быстрые сигналы и различия в ответах на разных участках записи в течение семи дней.

По словам Цзяна, прежде чем применять технологию у людей, нужно провести дополнительные исследования на животных и клинические испытания — проверить долгосрочную безопасность и стабильность материала в живых тканях, решить проблемы биообрастания, калибровки и интеграции с системами передачи сигналов.

Источник: University of Pennsylvania