Жидкий графеновый транзистор для имплантации

22.02.2013

Ученые и инженеры из немецкого Technische Universitat Munchen разработали новый тип графенового транзистора с жидкими воротами, который открывает большие возможности в имплантации электронных устройств. Электроды на основе данной технологии можно будет без опаски имплантировать в глаза, уши, позвоночник и головной мозг. Это позволит лечить дегенеративные заболевания, чинить отказавшие органы и даже улучшать наши органы чувств, наделяя нас "сверхчеловеческими" способностями.

Сегодня, несмотря на многочисленные испытания электронных устройств, имплантированных в тело человека, в этой перспективной области остается множество проблем. Одна из основных - жесткая кремниевая основа современной электроники, которая плохо сочетается с мягкими живыми тканями. В итоге даже небольшое смещение кремниевых имплантатов приводит к формированию рубцовой ткани. Кроме того, агрессивная среда внутри человеческого организма быстро выводит электронику из строя.

Немецкие исследователи считают, что графен является идеальным материалом для имплантируемой электроники, и демонстрируют его биосовместимость. Графен представляет собой гибкий и стабильный углеродный лист толщиной всего в один атом. Кроме того, немцы продемонстрировали возможность создания графеновых транзисторов, которые используют в качестве основной детали (ворот) естественные биологические жидкости, которые окружают имплантаты.

Новый тип закрытого полевого транзистора (SGFET) состоит из графеновой основы и жидкого электролита. Высокая подвижность носителей заряда в графене, которая усиливается на границе графен/электролит, позволяет создавать имплантируемые устройства, которые намного превосходят все современные аналоги.

В настоящее время ученые проводят тестирование взаимодействия графена с различными клетками, в частности ганглиозными клетками сетчатки глаза. Предварительные результаты демонстрируют превосходную биосовместимость.

<< Назад: Хромбук с невидимыми пикселями 22.02.2013

>> Вперед: Планшетная версия Ubuntu 21.02.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Дофамин избавляет от страха 06.05.2025 Понимание того, как мозг учится справляться со страхом, имеет решающее значение для разработки новых методов лечения тревожных расстройств и посттравматического стрессового расстройства. До последнего времени оставалось неясным, какие именно механизмы активируют процесс угасания страха. Исследование, проведенное учеными Массачусетского технологического института, приблизило нас к разгадке: ключевую роль в этом играет дофамин - нейромедиатор, традиционно ассоциируемый с удовольствием и системой вознаграждения. Группа исследователей под руководством нейробиолога Микеле Пиньятелли ди Спинаццола обнаружила, что поток дофамина между определенными участками мозга может инициировать процесс забывания страха. Это открытие представляет особый интерес для изучения механизмов, лежащих в основе таких состояний, как генерализованная тревога и ПТСР. Вместе с коллегой Сянью Чжаном они продемонстрировали, что дофамин активирует особые нейроны, связанные с положительным подкреплением, что в свою очередь способствует угасанию страха. Научная работа базировалась на экспериментах с участием лабораторных мышей. В одном из ключевых этапов грызуны подвергались легким электрическим разрядам, вызывающим страх. Повторное помещение в ту же обстановку без болевого стимула приводило к активации другой группы нейронов, свидетельствовавшей о снижении страха. Ученые зафиксировали, что нейроны, экспрессирующие ген Rspo2, активны в момент запоминания пугающего опыта, тогда как клетки с геном Ppp1r1b вступают в работу, когда страх начинает исчезать. Центральным объектом исследования стала вентральная тегментальная область (VTA), которая отвечает за восприятие неожиданности и обучение. Ученые подтвердили, что нейроны VTA формируют связи с обоими типами клеток миндалины - структуры мозга, участвующей в обработке эмоций. Однако именно нейроны с геном Ppp1r1b получают больше дофаминовых сигналов и, что особенно важно, обладают большим количеством рецепторов к этому веществу. Это делает их более чувствительными к изменению активности дофаминовой системы. Применяя методы активации и отключения нейронных цепей, ученые смогли управлять процессом угасания страха у мышей. Когда они активировали поток дофамина из VTA в миндалину, реакция страха у животных ослабевала; при обратном вмешательстве - усиливалась. Таким образом, исследователи установили причинно-следственную связь между активностью дофаминовой системы и способностью мозга забывать страх. Интересно, что нарушение дофаминовых рецепторов в нейронах Rspo2 влияло на запоминание страха, тогда как вмешательство в работу рецепторов нейронов Ppp1r1b препятствовало избавлению от страха. Эти данные подтверждают двойственную роль дофамина: он необходим как для формирования пугающего опыта, так и для его последующего угасания - в зависимости от того, с какими нейронами он взаимодействует. Авторы подчеркивают, что описанная ими нейронная схема не является полной сетью, ответственной за угасание страха, но именно она запускает этот процесс. Осознание ее значимости дает возможность целенаправленно разрабатывать новые методы терапии, направленные на модуляцию дофаминовой активности, чтобы помогать людям справляться с патологическими страхами. Таким образом, дофамин, ранее воспринимаемый исключительно как нейромедиатор удовольствия, проявил себя как важный участник эмоционального обучения. Результаты исследования свидетельствуют, что забывание страха - это не пассивное угасание эмоций, а активный процесс, основанный на положительном подкреплении. Это открытие открывает перспективы для создания новых, более точечных подходов к лечению тревожных расстройств, делая шаг вперед в понимании работы человеческого мозга.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025