研究人员利用导电纳米线制造出"软黄金"神经
文章来源：新能源网 更新时间：2024-08-12 14:17:51
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说到黄金，你可能会想到珠宝或金条。但瑞典林雪平大学的一个研究小组却用这种金属制成了与人体神经系统连接的电极，而且是以一种全新的方式。他们设计的金纳米线足够柔软、有伸缩性，具有真正的生物兼容性并能与神经系统连接。 他们的研究成果发表在《Small》杂志上，可为新型医疗植入物和接口铺平道路，这些植入物和接口可与我们的神经近距离接触，而不会对其造成损害。这些电子设备通过与人体无缝结合，可帮助治疗癫痫、帕金森症、瘫痪或慢性疼痛等疾病。 "电子学中使用的传统导体是金属，非常坚硬。神经系统的机械特性更像是柔软的果冻，"领导这项研究的材料科学教授 Klas Tybrandt解释说。"为了获得准确的信号传输，我们需要非常接近相关的神经纤维。" 然而，由于人体在不断运动，要实现软硬材料之间的紧密接触是个问题。使用柔软、有弹性的电极可以解决这个问题，因为它们不会像坚硬的金属电极那样对组织造成损害。但如何使它们既具有足够的导电性，又具有生物兼容性一直是一大难题，这就是纳米金丝的用武之地。 泰布兰特的团队在柔软、有弹性的硅橡胶中嵌入了极细的金丝--比人的头发丝细1000倍左右--来制作电极。硅胶已被用于隆胸等植入物，而金和铂在医疗设备中也很常见。 但是，在此之前，用金制造狭长的纳米结构一直很困难。研究人员发现了一种巧妙的变通方法，即从细长的银纳米线开始，由于银的独特性质，制造这种纳米线要容易得多。 Klas Tybrandt 研究小组的博士生 Laura Seufert 决定使用银纳米线作为基板，然后在其周围生长金。然后将银移除，留下纯度超过 99% 的金结构。 这个过程非常棘手，但为了制造出兼具高导电性、柔软性和生物兼容性的电极，使其能够长期与人体连接，这个过程是值得的。测试表明，这种材料在植入人体后至少能保持稳定三年。 为了展示他们的软金电极，研究人员与林雪平神经学家西蒙-法内博（Simon Farnebo）合作，成功地刺激并记录了大鼠神经的信号。 在完成了基础研究后，研究小组正试图进一步改进这种材料，以制造出更小的电极，从而更接近单个神经细胞。从心脏起搏器到脑机接口，生物电子学的未来可能会有一个金色的衬里--或者至少是金色的纳米线在幕后牵线。 |
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