Ученые из России разработали устройство, с помощью которого нервная система сможет управлять имплантами. Небольшие резисторы, конденсаторы и мемристоры на основе жидкого металла и гидрогеля можно будет разместить в искусственных органах. Статья опубликована в Journal of Physical Chemistry Letters.
Исследователи из НОЦ инфохимии Университета ИТМО совместно с коллегами из МГТУ и Национального университета Сингапура использовали полиэлектролитные гидрогели и жидкий сплав металлов, галлия и индия, чтобы получить прототип электронного устройства для искусственных органов.
«Наши внутренние органы управляются электрическими импульсами, и, соответственно, для создания их заменителей необходимы электронные устройства, которые бы считывали эти импульсы, ― рассказывает первый автор исследования Артемий Иванов. ― Однако современная электроника в основном кремниевая. Она твердая и хрупкая, ее нельзя поместить внутрь тела. Нужны материалы, которые по своим электронным характеристикам были бы оптимальны и при этом по механическим свойствам приближались бы к человеческому телу. То есть были бы мягкими и гибкими, а также работали бы в водных растворах».
Для этих целей ученые предложили использовать биосовместимый аналог — сплав галлия и индия. Он не вызывает раздражения в организме человека и не скапливается в почках и печени. В основе системы — две капли сплава и гидрогель, в котором расположены полиэлектролиты. Между двумя каплями жидкого металла находится тягучая субстанция, гидрогель. Когда протекает ток, на границах между металлом и гелем образуется слой нерастворимых соединений металла галлия. Варьируя толщину слоя, можно получать различные электрические компоненты.
Исследователи уже показали работоспособность и эффективность схемы в пробирке. Следующий этап ― инженерное оформление разработки для того, чтобы ее можно было использовать при создании искусственных органов. В перспективе технологию можно применить не только в биомедицине, но и альтернативной энергетике ― различных гибких электронных устройствах, где не используются очень большие токи, например в солнечных панелях.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
