science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kunstmatig netvlies:natuurkundigen ontwikkelen een interface naar de optische zenuw

Grafeenelektronica kan worden voorbereid op flexibele substraten. Alleen de gouden metalen draden zijn zichtbaar in de transparante grafeensensor. Krediet:Natalia Hutanu / TUM

Natuurkundigen van de Technische Universitat Munchen (TUM) gebruiken de speciale eigenschappen van grafeen om belangrijke elementen van een kunstmatig netvlies te produceren. Met hun onderzoeksprogramma werden de onderzoekers toegelaten tot het zwaar gefinancierde 'Graphene' Flagship Program van de Europese Unie.

Grafeen wordt gezien als een soort "wonderoplossing":het is dun, transparant en heeft een grotere treksterkte dan staal. In aanvulling, het geleidt elektriciteit beter dan koper. Omdat het slechts uit een enkele laag koolstofatomen bestaat, wordt het als tweedimensionaal beschouwd. In 2010 kregen de wetenschappers Andre Geim en Konstantin Novoselov de Nobelprijs voor hun baanbrekende werk aan dit materiaal.

In oktober 2013 het "Graphene"-project werd samen met het "Human Brain Project" geselecteerd als vlaggenschipproject van het EU FET-initiatief (Future and Emerging Technologies). Onder toezicht van de Chalmers University of Technology in Zweden, het bundelt de onderzoeksactiviteiten en wordt over tien jaar gefinancierd met een miljard euro. In juli 2014 kreeg het programma 66 nieuwe partners, inclusief de TUM.

Optische prothesen voor blinden

Vanwege zijn ongebruikelijke eigenschappen, grafeen heeft een groot potentieel voor toepassingen, vooral op het gebied van medische technologie. Een team van onderzoekers onder leiding van Dr. Jose A. Garrido van het Walter Schottky Institut van de TUM maakt gebruik van deze eigenschappen. In samenwerking met partners van het Institut de la Vision van de Université Pierre et Marie Curie in Parijs en het Franse bedrijf Pixium Vision, de natuurkundigen ontwikkelen belangrijke componenten van een kunstmatig netvlies gemaakt van grafeen.

Retina-implantaten kunnen dienen als optische prothesen voor blinden van wie de optische zenuwen nog intact zijn. De implantaten zetten invallend licht om in elektrische impulsen die via de optische zenuw naar de hersenen worden gestuurd. Daar, de informatie wordt omgezet in beelden. Hoewel er tegenwoordig verschillende benaderingen voor implantaten bestaan, de apparaten worden vaak afgewezen door het lichaam en de signalen die naar de hersenen worden gestuurd zijn over het algemeen niet optimaal.

Uitstekende biocompatibiliteit

In tegenstelling tot de traditioneel gebruikte materialen, grafeen heeft een uitstekende biocompatibiliteit dankzij zijn grote flexibiliteit en chemische duurzaamheid. Met zijn uitstekende elektronische eigenschappen, grafeen biedt een efficiënte interface voor communicatie tussen de netvliesprothese en zenuwweefsel.

Met hun ambitieuze onderzoeksproject de TUM-onderzoekers hebben zich nu verzekerd van een plaats in het "Graphene" Flagship Program. De TUM is ook betrokken bij het tweede EU-vlaggenschipprogramma "The Human Brain Project" - dat het domein "Neurorobotics" coördineert.