ساخت الکترودهای نرم و رسانا از جنس طلا برای استفاده در سیستم عصبی

الکترودها مانند اعصاب نرم، کشسان و رسانای الکتریکی هستند و انتظار می‌رود در داخل بدن عمری طولانی داشته باشند.

به نقل از آی‌ای، تبدیل کردن طلا به رشته‌های بلند و باریک یک کار چالش برانگیز است. اما محققان دانشگاه لینکوپینگ موفق شده‌اند نانوسیم‌های طلا و الکترودهای نرمی بسازند که می‌توانند به سیستم عصبی متصل شوند.

الکترودها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مانند اعصاب نرم، کشسان و رسانای الکتریکی باشند و انتظار می‌رود که طول عمر بالایی در داخل بدن داشته باشند.

اعصاب طلایی

این فلز گرانبها را می‌توان در رابط‌های نرم برای اتصال الکترونیک به سیستم عصبی برای اهداف پزشکی مورد استفاده قرار داد.

چنین فناوری می‌تواند برای کاهش بیماری‌هایی مانند صرع، بیماری پارکینسون، فلج یا درد مزمن مورد استفاده قرار گیرد.

با این حال، ایجاد رابطی که در آن الکترونیک بتواند با مغز یا سایر بخش‌های سیستم عصبی تعامل داشته باشد، چالش‌های منحصربه‌فردی را ایجاد می‌کند.

مواد هادی‌ سنتی مورد استفاده در الکترونیک، فلزات هستند که بسیار سختند. خواص مکانیکی سیستم عصبی بیشتر شبیه به یک ژله نرم است. برای اینکه بتوانیم یک سیگنال دقیق ارسال کنیم، باید به رشته‌های عصبی مورد نظر خیلی نزدیک شویم، اما از آنجایی که بدن دائما در حرکت است، دستیابی به تماس نزدیک بین چیزی که سخت است و چیزی که نرم و شکننده است مشکل ساز می‌شود.

رسانایی خوب

محققان علاقه مند به ایجاد الکترودهایی با رسانایی بالا و خواص مکانیکی هستند که نرمی بدن را شبیه‌سازی می‌کنند.

در سال‌های اخیر، مطالعات متعدد نشان داده‌اند که الکترودهای نرم ممکن است نسبت به الکترودهای سخت آسیب کمتری به بافت وارد کنند.

در مطالعه‌ای که به تازگی در مجله Small منتشر شده است، گروهی از محققان دانشگاه لینشوپینگ نانوسیم‌های طلا را ایجاد کردند که هزار برابر نازک‌تر از موی انسان هستند و محققان آنها را در یک ماده الاستیک قرار دادند تا میکروالکترودهای نرم تولید کنند.

محققان موفق شده‌اند یک نانو ماده جدید و بهتر از نانوسیم‌های طلا در ترکیب با لاستیک سیلیکونی بسیار نرم بسازند. این ماده جدید رسانایی الکتریکی بالایی دارد، بسیار نرم است و از مواد زیست سازگاری ساخته شده است که با بدن کار می‌کنند.

با این حال، ایجاد نانوساختارهای بلند و باریک طلا نیازمند تلاش قابل توجهی است. این یک چالش بزرگ ایجاد کرده است، اما محققان روش جدیدی برای تولید نانوسیم‌های طلا با استفاده از نانوسیم‌های نقره ایجاد کرده‌اند.

خواص منحصر به فرد نقره آن را به ماده‌ای عالی برای ایجاد نانوسیم‌های مورد علاقه محققان تبدیل می‌کند. نقره همچنین در برخی از نانومواد کشسان استفاده می‌شود. با این حال، یکی از اشکالات نقره این است که از نظر شیمیایی واکنش پذیر است.

با گذشت زمان، کارد و چنگال نقره ممکن است به دلیل واکنش‌های شیمیایی کدر شود. به طور مشابه، نقره در نانوسیم‌ها می‌تواند خراب شود و باعث فرار یون‌های نقره شود. غلظت بالای یون‌های نقره می‌تواند برای انسان سمی باشد.

دوام طولانی مدت طلا

محققان نشان داده‌اند که میکروالکترودهای نرم و الاستیک می‌توانند سیگنال‌های عصبی موش را تحریک کنند.

محققان پایداری ماده جدید را آزمایش کردند و به این نتیجه رسیدند که حداقل سه سال دوام خواهد آورد که بهتر از بسیاری از نانومواد توسعه یافته تاکنون است.

تیم تحقیقاتی در حال بهبود مواد و ایجاد الکترودهای کوچکتر هستند.