Grafeen en de opkomende technologie van neurale prothesen | Grafeen (graphene)
Grafeen en de opkomende technologie van neurale prothesen

Een nieuw type grafeen-transistor met een vloeistof poort zou de technologie rond neurale implantaten moeten revolutionariseren zeggen bio-ingenieurs.

De opkomende technologie van neurale prothesen heeft de kracht om te veranderen wat het betekent om mens te zijn. De mogelijkheid om elektroden te implanteren in de ogen oren, wervelkolom of zelfs de hersenen heeft de potentie om degeneratieve ziektes te overwinnen, gebroken lichamen te herstellen en zelfs onze zintuigen te versterken met bovenmenselijke krachten.

Maar ondanks de vele testen om elektronische apparaten in het menselijk lichaam te implanteren zijn er nog vele uitdagingen in het verschiet. Het probleem is dat de meeste van deze apparaten gebaseerd zijn op silicium-substraten, die hard, stijf en scherp zijn. Bijgevolg kan elke kleine beweging van deze apparaten nabijgelegen weefsel beschadigen en in de ergste gevallen, littekenweefsel vormen. Ook kan de hete, natte en zoute omgeving in het lichaam schade toebrengen aan de elektronische componenten zelf, wat hun levensduur beperkt en kan leiden tot schade bij omliggend weefsel.

Hoe los je zoiets op? Een flexibel substraat natuurlijk en indien mogelijk ook biocompatibel met menselijk weefsel. Lucas Hess en vrienden aan de Technische Universität München in Duitsland zeggen dat ze het ideale materiaal gevonden hebben.

Grafeen is ideaal omdat koolstof-“kippengaas” slechts een atoom dik en zeer flexibel is. Het wordt bijeengehouden door koolstofbindingen die tot de meest stabiele behoren. Dat betekent dat het relatief stabiel is in het menselijk lichaam.

Hess en makkers hebben aangetoond dat het mogelijk is om transistors te gebruiken die worden gereguleerd door de oplossing waarin de transistor zit.
Met andere woorden, de natuurlijke lichaamsvloeistoffen die deze prothesen omringen maken deel uit van hun werking.

Zogenaamde ‘solution-gated transistors’ zijn veel gevoeliger voor elektronische veranderingen in hun omgeving dan conventionele silicium apparaten. Volgens Hess en co overtreffen de apparaten huidige technologieën in termen van hun poort gevoeligheid.

Bron: technologyreview.com, arxiv.org
Credit photo : Lucas H. Hess


3D print schaalmodel structuur grafeen