science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nano-elektronica langer mee laten gaan voor medische apparaten, cyborgs

Het debuut van cyborgs die deels mens en deels machine zijn, is misschien nog ver weg, maar onderzoekers zeggen dat ze nu misschien dichterbij komen. In een studie gepubliceerd in het tijdschrift van ACS Nano-letters , ze rapporteren de ontwikkeling van een coating die nano-elektronica veel stabieler maakt in omstandigheden die lijken op die in het menselijk lichaam. De vooruitgang zou ook kunnen helpen bij de ontwikkeling van zeer kleine geïmplanteerde medische apparaten voor het bewaken van gezondheid en ziekte.

Charles Lieber en collega's merken op dat nano-elektronische apparaten met nanodraadcomponenten unieke mogelijkheden hebben om levende cellen te onderzoeken en ermee te communiceren. Ze zijn veel kleiner dan de meeste geïmplanteerde medische apparaten die tegenwoordig worden gebruikt. Bijvoorbeeld, een pacemaker die het hart reguleert is zo groot als een Amerikaanse munt van 50 cent, maar nano-elektronica is zo klein dat enkele honderden van dergelijke apparaten in de punt aan het einde van deze zin zouden passen. Laboratoriumversies gemaakt van silicium nanodraden kunnen biomarkers voor ziekten en zelfs afzonderlijke viruscellen detecteren, of registreer hartcellen terwijl ze kloppen. Het team van Lieber heeft nano-elektronica ook in drie dimensies in levende weefsels geïntegreerd, waardoor een 'cyborg-weefsel' is ontstaan. Een obstakel voor de praktische, langdurig gebruik van deze apparaten is dat ze bij implantatie doorgaans binnen enkele weken of dagen uit elkaar vallen. In de huidige studie, de onderzoekers wilden ze veel stabieler maken.

Ze ontdekten dat het coaten van silicium nanodraden met een metaaloxide omhulsel ervoor zorgde dat nanodraad-apparaten enkele maanden meegaan. Dit was in omstandigheden die de temperatuur en samenstelling van de binnenkant van het menselijk lichaam nabootsten. In voorstudies, één schaalmateriaal lijkt de levensduur van nano-elektronica te verlengen tot ongeveer twee jaar.