Разработкой нового материала для биоэлектроники занимались ученые Чикагского университета. Им удалось создать мощный полупроводник в форме мягкого и растяжимого гидрогеля. Изобретение получилось таким же водолюбивым, как живая ткань, пишет SciTechDaily.
Гель синего цвета колеблется в воде, как медуза, но при этом сохраняет огромную полупроводниковую способность. Его называют идеальным материалом для сопряжения электроники с живой тканью. В частности, он продемонстрировал мягкость на тканевом уровне до 81 кПа и растяжимость под нагрузкой 150%.
Материал — одновременно полупроводник и гидрогель — соответствует всем требованиям для создания идеального биоэлектронного интерфейса. Его можно использовать в имплантируемых медицинских устройствах и не только. У него множество потенциальных нехирургических применений, включая более точное считывание показаний с кожи или улучшение ухода за ранами.
«Он обладает очень мягкими механическими свойствами и высокой степенью гидратации, подобно живой ткани. Гидрогель также очень пористый, поэтому он обеспечивает эффективную диффузионную транспортировку различных видов питательных веществ и химикатов. Все эти характеристики в совокупности делают гидрогель, вероятно, самым полезным материалом для тканевой инженерии и доставки лекарств», — комментирует доцент Чикагского университета Сихонг Ван.
Как появился новый материал
Типичный способ создания гидрогеля — взять материал, растворить его в воде и добавить гелеобразующие химикаты, чтобы придать жидкости гелевую форму. Некоторые материалы просто растворяются в воде, а другие не могут этого сделать без химических добавок.
Ученые растворили полупроводники в органическом растворителе, который был смешан с водой. Затем они приготовили гель из растворенных полупроводников и прекурсоров гидрогеля. Изначально у них получился органогель, а не гидрогель. Чтобы добиться финального результата, они погрузили всю систему материалов в воду: органический растворитель растворился и впустил воду.
По словам специалистов, новый материал обеспечивает повышенный биосенсорный отклик и более сильные эффекты фотомодуляции. При этом он мягкий и обеспечивает лучшую связь с тканями, благодаря чему можно снизить иммунные реакции и воспаления, которые обычно возникают при имплантации медицинских устройств.
Ранее мы рассказали, как новый материал из целлюлозы станет экологичной заменой нефтяных полимеров. А ниже можете увидеть лучшие изобретения 2024 года по версии Time:
