据麦姆斯咨询报道,瑞典林雪平大学首席研究员Klas Tybrandt,最新研发了一项技术可以实现长期稳定的神经记录。该技术基于一种新型的弹性复合材料,这种材料具有生物相容性,并且即使当被拉伸到原始长度的两倍时,仍能保持较高的导电特性。这项研究成果是由瑞典、苏黎世和纽约三地的研究人员共同合作完成的。这一突破性发现对生物医学工程中的许多应用至关重要,相关文章发表在著名的科学期刊《先进材料》上。电子元件与神经细胞之间的耦合非常有意义,它不仅能够收集脑细胞信号的信息,而且可以帮助诊断和治疗神经紊乱和癫痫等疾病。而要实现电子元件和神经细胞之间长期稳定地连接且不损害神经元或组织是非常具有挑战性的,因为柔软、弹性的人体组织和硬的、刚性的电子元件,这两个系统具有完全不同的机械性质。“由于人体组织具有弹性且会移动,与刚性电子元件接触的表面会产生损伤和炎症。这不仅会导致组织损伤,还会抑制神经信号,” Klas Tybrandt说。(Klas Tybrandt是林雪平大学北雪平校区有机电子学实验室柔性电子组组长)
新材料中的柔性电极(图片来源:Thor Balkhed)新的导电材料Klas Tybrandt研发了一种新的导电材料,如人体组织般柔软,并可拉伸两倍的长度。这种材料由镀金的二氧化钛纳米线组成,嵌在硅橡胶中。这种材料具有生物相容性,这意味着它可以与人体接触而不会产生不良影响,而且它的导电性随时间推移一直保持稳定。“这种柔性导电复合材料的微细加工涉及多个挑战。我们已经开发出一种制造小电极,同时也能保持材料生物相容性的工艺。该过程使用的材料很少,这意味着我们可以使用黄金之类相对昂贵的材料,不用担心成本过高的问题,”Klas Tybrandt说。电极的大小为50µm,彼此之间的间距为200µm。其制造工序可在一个非常小的表面上放置32个电极。最终的探头宽度为3.2mm,厚度为80µm,如上图照片所示。这款柔性微电极已在林雪平大学和苏黎世联邦理工学院研制成功,并由纽约大学和哥伦比亚大学的研究人员随后将其植入大鼠脑内。研究人员能够连续3个月从自由活动的老鼠那里收集到高质量的神经信号。这些实验都已经通过伦理审查,并严格遵循管理动物实验的规定。重要的未来应用“当大脑中的神经元传递信号时就会产生一个电压,电极通过微小的放大器能够检测和传输这个电压。我们可以看到信号来自哪一个电极,这也意味着我们可以判断信号起源于大脑的哪个位置。这种时空信息对于未来的应用非常重要。例如,我们希望能够看到引起癫痫发作的信号在哪里开始,这是治疗癫痫发作的先决条件。另一个应用领域是脑机接口,利用神经信号可以控制未来技术或假体。还会有许多有趣的应用,包括人体外周神经系统和它调节各器官的方式,”Klas Tybrandt说
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
原文标题:柔性电子与脑神经的碰撞:新型柔性导电复合材料
文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
相关推荐
导电胶水(胶粘剂),又称导电胶,是一种既能有效地胶接各种材料,又具有导电性能的胶粘剂。导电高分子
发表于 03-11 08:09
•232次阅读
先导电子科技股份有限公司(简称“先导电子”)近日在江苏证监局完成辅导备案登记,携手国信证券启动上市辅导工作。先导电子作为先导集团的重要子公司,专注于真空镀膜用溅射靶材和蒸发材料的
发表于 03-08 14:47
•272次阅读
半导体导电原理与金属导电原理在物理原理和应用方面存在一些显著的差异。 首先,让我们来了解一下金属导电原理。金属通常是良好的导电材料,其
发表于 12-20 11:19
•1044次阅读
二极管是单向导电还是双向导电?为什么二极管具有单向导电性?二极管任何时候都具有单向导电性吗? 二极管是双向导电的,但它具有单向
发表于 11-17 14:35
•2485次阅读
在现代电子领域中,集成电路(Integrated Circuits,ICs)的制造和封装是至关重要的环节。在封装过程中,导电银胶和非导电胶是两种常用的材料,它们在保护和连接ICs时起着关键作用。本文将深入探讨这两种胶水之间的区别
发表于 10-19 09:34
•1680次阅读
半导体有良好的导电性吗 半导体是指一类具有介于导体和绝缘体之间的电学特性的物质,其导电性介于金属导体和非金属绝缘体之间。半导体材料通常是由含有补偿杂质的纯净晶体构成的,补偿杂质通过掺杂的方式来改变
发表于 08-27 16:05
•1205次阅读
导电特性包括什么 导电特性是指物质所表现出的在电场作用下,电荷自由移动的能力。它是材料科学和电子学的重要研究领域,涉及物理、化学、材料学等多个学科。
发表于 08-27 16:05
•1453次阅读
半导体是什么导电 半导体是一种在电学和电子学中被广泛使用的材料。其基本功能是在响应于外界刺激时,以特定的方式来导电,这样就能够在半导体材料的
发表于 08-27 16:00
•833次阅读
半导体的导电能力强吗 半导体的导电能力强吗?这是一个值得讨论的问题。在技术和工程领域,半导体是一种非常重要的材料,因为它们具有介于导体和绝缘体之间的电导特性。在本文中,我们将探讨半导体
发表于 08-27 16:00
•1195次阅读
是一种能够自由传导电子的材料。导体内的电子被称为自由电子。这些自由电子可以在电场的作用下移动,从而导致电流的流动。导体的导电机理可以用光学模型或电子气模型来解释。其中光学模型是最常见的
发表于 08-27 16:00
•1503次阅读
半导体导电的基本特性是什么 半导体是一种电阻介于导体和绝缘体之间的材料,具有一定的导电性能。它们通常由纯度高达99.9999%的单一元素或复合元素(例如硅或锗)制成,并且可以通过控制其
发表于 08-27 15:55
•1572次阅读
半导体具有哪些导电特性 半导体是一种电导率介于导体和绝缘体之间的物质。它具有一些独特的导电特性。在本文中,我们将从以下方面介绍半导体的导电特性:半导体的能带结构、载流子和掺杂、PN结和
发表于 08-27 15:55
•1235次阅读
半导体的导电特性有哪三种 半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料,具有特殊的导电特性。在半导体中,电子在晶体中的运动方式和原子结构的特性都对其导电
发表于 08-27 15:48
•3302次阅读
的发明历史 自发现电性质以来,人们一直在探索和研发导电材料。20世纪50年代,美国贝尔实验室的研究人员发现了导电聚合物薄膜,并于1977年获得了专利。随着科技的进步,
发表于 06-30 15:38
•1185次阅读
金属纤维类导电纱线主要采用金属长丝型复合导电纱线和金属短纤型混纺类导电纱线。其中,导电纤维以不锈钢纤维为主要材料,具备
发表于 06-19 10:06
•800次阅读
评论