Ultraohuita kalvoja bioelektroniikalle12.03.2022
UCLA:n tutkijat ovat kehittäneet ultraohuiden kalvojen ainutlaatuisen rakenteen erittäin joustaville mutta mekaanisesti kestäville bioelektronisille kalvoille, jotka voisivat tasoittaa tietä diagnostisille iho-antureille, jotka sopivat tarkasti kehon pintaan päälle ja mukautuvat sen liikkeisiin. Professorin Xiangfeng Duanin johtamaa tutkimus tuotti kalvoja, jotka he nimesivät van der Waals ohutkalvoksi tai VDWTF:ksi. Tutkijoiden mukaan ne voisivat toimia jopa perustana sähköisten ominaisuuksien omaksumisessa eläville organismeille. "Käsitteellisesti kalvo on kuin paljon ohuempi versio keittiökelmusta ja jolla on erinomainen puolijohtava elektroninen toiminnallisuus ja epätavallinen venyvyys. Se mukautuu luonnollisesti pehmeisiin biologisiin kudoksiin, joilla on erittäin mukautuvat rajapinnat", Duan sanoo. "Se voisi avata monipuolisen valikoiman tehokkaita tunnistus- ja signalointisovelluksia. Esimerkiksi tästä materiaalista rakennetut puettavat terveyden seurantalaitteet voivat seurata tarkasti elektrofysiologisia signaaleja organismin tasolla tai jopa yksittäisten solujen tasolle asti." Tutkijat loivat kalvoista muun muassa transistorin, joka istui mehevän kasvin lehden päällä, jonka runsasta elektrolyyttiä käytettiin elektronisen piirin luomiseen. He loivat myös samanlaisen transistorin ihmisiholle, joka käytti elektrolyyttejä sisältäviä ihosoluja piirin täydentämiseen. Tutkijoiden mukaan kalvo voisi toimia yhdyssiteenä ihmisen ja koneen rajapinnoille, tehostetulle robotiikalle ja suoran kontaktin tekoälyn tukemille teknologioille. Tämä voisi avata tien synteettisille elektroni-solu hybrideille - kyborgimaisien elävien organismien elektronisille tehostuksille. Avain kalvon rakenteellisen eheyden säilyttämiseen, samalla kun se pysyy ohuena, piilee sen ainutlaatuisessa kerroksellisessa tilkkurakenteessa. Kerrokset eivät ole yhtä yhtenäistä levyä, vaan ne ovat yhdistelmä pienempiä kappaleita. Sen sijaan, että jäykät kovalenttiset sidokset pidettäisiin paikoillaan, kerrokset on liitetty löyhästi toisiinsa sitoutumattomien van der Waalsin voimien avulla. Tämän ansiosta arkit voivat liukua ja pyörähtää itsenäisesti toistensa päällä, mikä luo poikkeuksellista joustavuutta säilyttäen samalla niiden elektroniset toiminnot ennallaan. Tämä kerroksellinen tilkkutäkki muodostaa myös nanokanavien verkoston, jossa ilma- ja vesimolekyylit pääsevät kulkemaan, mikä antaa materiaalille sen läpäisevyyden ja hengittävyyden. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.