Voor het eerst zijn onderzoekers erin geslaagd om een ​​laag grafeen op een stabiele vet-lipide-monolaag te plaatsen. Omgeven door een beschermend omhulsel van lipiden kan grafeen het lichaam binnendringen en fungeren als een veelzijdige sensor. De resultaten zijn de eerste stap naar zo'n schil, en zijn gepubliceerd in het tijdschrift nanoschaal op 28 september 2016.

In tegenstelling tot eerder werk, de onderzoekers observeerden een stabiele structuur bij het plaatsen van grafeen op een enkele laag lipiden. Op deze bevindingen is octrooi aangevraagd. Promovenda Lia Lima en collega's deden deze ontdekking onder begeleiding van chemicus Grégory Schneider.

Grafeen is een oppervlaktemateriaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen. Het is extreem dun, sterk en flexibel. In aanvulling, grafeen is gewild in de technologische wereld vanwege de effectieve geleiding van elektriciteit. De toepassingen van grafeen lopen sterk uiteen. 'Grafeen is bijzonder gevoelig en kan reageren op zijn omgeving in het lichaam', zegt Schneider. Daarom, toekomstige toepassingen voor het lichaam zijn bijvoorbeeld biosensoren en systemen die de juiste plek toewijzen voor het uitvoeren van diagnoses.

Binding met grafeen

Om grafeen geschikt te maken voor deze toepassingen, als drager worden vaak harde anorganische materialen gebruikt. Echter, deze harde materialen zijn niet ideaal voor het gebruik van grafeen in het lichaam. Om deze reden zijn wetenschappers op zoek naar zachte, organische moleculen om te binden met grafeen, in dit geval lipiden.

Lipiden op grafeen

Lipiden zijn vetten die te vinden zijn in de beschermende laag van een cel - het celmembraan. Dit membraan bestaat uit een dubbele laag lipiden. Wanneer grafeen tussen deze twee lagen kon worden geplaatst, het kon vrij door het lichaam reizen. 'Een methode die al gebruikt wordt bij kankermedicijnen, ', legt Schneider uit. 'We hebben in het lab een enkele laag lipiden gemaakt en daar grafeen op aangebracht:een eerste stap naar het nabootsen van het celmembraan.'

Afmetingen

In hun onderzoek ontdekten de wetenschappers dat een laag lipiden een goede ondersteuning biedt aan grafeen. De onderzoekers gebruikten infraroodmetingen om de stabiliteit van de lipidenlaag aan te tonen. Ze ontdekten ook dat de lipiden de elektrische geleiding van grafeen verbeteren. Dit effect van lipiden is veelbelovend voor toekomstige toepassingen. Verbeteringen van de elektrische geleiding maken het mogelijk om de elektrische signalen van grafeen in het lichaam te meten. Deze signalen vertellen iets over de omgeving van grafeen, zoals de zuurgraad of de aanwezigheid van bepaalde eiwitten.

Uiteindelijk kan grafeen door het lichaam reizen wanneer het wordt gestabiliseerd door lipiden. 'Echter, we hebben nog een lange weg te gaan', zegt Schneider. 'De volgende stap is om aan beide zijden van grafeen een lipidelaag aan te brengen, als een boterham.'

De publicatie is te zien op de omslag van nanoschaal .