Изобретены графеновые транзисторы, позволяющие "общаться" с живыми клетками
Команда ученых из Технического университета Мюнхена (Technische Universitaet Muenchen) объявила о создании того, что в недалеком будущем станет основой электронных устройств, способных общаться напрямую с человеческим мозгом. Ученые создали матрицу из транзисторов на основе графена, которые совместимы с живыми тканями, могут производить съем и запись электрических сигналов, вырабатываемых процессами, протекающими в клетках живых организмов.
Транзисторы, используемые в современной электронной технике, изготавливаются преимущественно из кремния. Кремний является химически активным материалом, который плохо реагирует на условия, существующие внутри живых клеток, в первую очередь на влагу, насыщенную активными органическими и неорганическими соединениями. Для этих целей практически идеально подходит графен, который химически устойчив и биологически инертен. Графеновые пленки легко наносить на гибкие основания и его можно производить достаточно дешево в промышленных масштабах.
Исследователи из Мюнхена начали с того, что изготовили матрицу из 16 графеновых полевых транзисторов (graphene solution-gated field-effect transistor, G-SGFET). Графеновая пленка была осаждена из паровой фазы на поверхность медной фольги, затем, используя обычный метод фотолитографии и травления были получены все элементы электрической схемы.
После этого поверх созданной транзисторной матрицы ученые вырастили слой живых клеток, клеток тканей, подобной ткани сердечной мышцы. Изменения в химической и электрической составляющей окружающей среды в районе затворов полевых транзисторов были преобразованы в изменения электрического тока, протекающего через транзистор. Исследователи обнаружили, что эти сигналы биологического происхождения весьма легко отделить от шумов и помех.
Дальнейшие исследования ученых направлены на уменьшение уровня собственных шумов создаваемых графеновых транзисторов. Это позволит еще более точно выделять сигналы биологического происхождения и использовать их в других целях. Так же идет доработка технологии изготовления графеновых транзисторов для того, что бы матрицы из низ можно было создавать на подложках из гибких полимерных материалов, используемых для изготовления имплантов.
Так же немецкие ученые работают совместно с учеными из парижского Института зрения (Vision Institute), определяя, совместимы-ли графеновые транзисторы с тканями сетчатки глаза и нейронами глазных нервов. Так же, совместно с командой других европейских ученых проводятся разработки мозговых имплантов, основой которых являются гибкие устройства на основе графеновых транзисторов.