(PhysOrg.com) -- Het nabootsen van het menselijk zenuwstelsel voor bionische toepassingen zou een realiteit kunnen worden met behulp van een methode die is ontwikkeld in het Oak Ridge National Laboratory om koolstofnanobuisjes te verwerken.

Hoewel deze nanostructuren elektrische en andere eigenschappen hebben die ze aantrekkelijk maken om te gebruiken als kunstmatige neurale bundels in prothetische apparaten, de uitdaging was om bundels te maken met voldoende vezels om die van een echte neuronenbundel te evenaren. Met de huidige technologie, alleen al het gewicht van de draden dat nodig is om de dichtheid van receptoren bij zelfs de vingertoppen te evenaren, zou het onmogelijk maken om te accommoderen. Nutsvoorzieningen, door conventionele glasvezeltrektechnologie aan te passen om koolstofnanobuizen te verwerken tot meerkanaalsassemblages, onderzoekers denken dat ze op een pad zijn dat zou kunnen leiden tot een doorbraak.

"Ons doel is om onze ontdekking te gebruiken om het ontwerp van de natuur na te bootsen met behulp van kunstmatige sensoren om het vermogen van een persoon om objecten en temperaturen waar te nemen, effectief te herstellen, " zei Ilia Ivanov, een onderzoeker in de afdeling Center for Nanophase Materials Sciences. Ivanov en collega's van ORNL hebben onlangs een paper gepubliceerd in: Nanotechnologie dat de methode schetst om losse koolstofnanobuisjes te verwerken tot een bundel met bijna 20, 000 afzonderlijke kanalen.

uiteindelijk, het doel is om de functie van een levend systeem te dupliceren door de bestaande technologie van het tekenen van glasvezel te combineren met de multifunctionaliteit van koolstofnanobuizen op submicron (0,4 micron) schaal, volgens Ivanov, die het proces heeft beschreven.

"We maken dit materiaal op een manier die lijkt op wat je op de middelbare school hebt gedaan bij het maken van een glazen capillair boven een bunsenbrander, ' zei Ivanov. 'Daar, je zou de glazen buis nemen, verwarm het en trek, of tekenen, zodra het glas zacht werd."

Ivanov en John Simpson van de afdeling Measurement Science and Systems Engineering doen iets soortgelijks, behalve dat ze duizenden glazen buizen gebruiken die gevuld zijn met koolstofnanobuisjespoeder. Na verschillende trekcycli, ze toonden aan dat ze vezels slechts vier keer dikker konden maken dan een mensenhaar met 19, 600 sub-micron kanalen met elk kanaal gevuld met geleidende koolstof. Elk kanaal dat koolstof nanobuisjes bevat, is elektrisch geïsoleerd van zijn buren door glas, zodat het kan worden gebruikt als een afzonderlijk communicatiekanaal.

Met deze prestatie, de onderzoekers komen steeds dichter bij het realiseren van een van hun doelen.

"De menselijke hand heeft een dichtheid van receptoren binnen de vingertoppen van ongeveer 2, 500 per vierkante centimeter en ongeveer 17, 000 tactiele receptoren in de hand, "Zei Ivanov. "Dus in termen van dichtheid van kanalen, we zitten al in het bereik dat nodig is voor 17, 000 receptoren in de hand."

Deze meerkanaals composiet heeft vele andere potentiële toepassingen, ook in luchtvaart- en ruimtevaarttoepassingen, waar een laag gewicht van geleidende draden belangrijk is,
De volgende stappen zijn om deze kanalen zeer geleidend te maken en vervolgens sensorcommunicatie via individuele kanalen te laten zien.