【新技术】生物医用领域可以用石墨烯纳米油墨?

2019-01-08 11:16 saide

【新技术】生物医用领域可以用石墨烯纳米油墨?

在过去的十年里,轻量级、柔性导电纳米材料在很多生物医学应用领域(如血糖传感器、组织监测器、神经元——机器接口以及人造电子肌肉和皮肤)的飞快发展,引起了人们极大的关注热度。

这些柔性生物电子器件,可以由导电的纳米结构在柔性基体上制备出来,其功能高度依赖于各个元件的固有特性。为了简化制造工艺并扩展其功能,研究人员一直在寻找一种既制备成本低,而且又能广泛适用于当前制造工艺的新型导电材料。

其中石墨烯纳米(GN)油墨成为了生物电子应用的首选材料。其主要原因是:一方面石墨烯具有高导电性、柔韧性、化学和生物稳定性等优异性能;另一方面是由于石墨烯在液相中很易生成二维导电纳米粒子。

虽然这一概念很简单,但是在石墨烯中,容易扩展的大分子无法被有效分散,使得具有生物活性、高导电性和胶体稳定性的石墨烯纳米油墨的制造,在科研界仍然是一个巨大的挑战。

德国柏林自由大学的Rainer Haag教授和他的同事们在《Advanced Materials》杂志上发表了他们的科研成果,文章描述了他们是如何通过一种简单的方法来获得导电、可水处理且具有生物活性的石墨烯纳米油墨的。通过将具有生物相容性和多价态的电解质附着到石墨烯表面,使得石墨烯在水和生物液体中的稳定性得到了加强。

这种新型方法所获得的油墨不仅具有良好的二维形貌、优异的电子细胞活性,同时其对传统的涂层/印刷工艺也有较好的适应性。

研究人员说:“我们设计了一种廉价且可扩展的途径,以开发一种可水处理且具有生物活性的石墨纳米油墨,用于开发其在生物医学领域的潜在应用。我们希望这项成果对于未来许多的研究(例如细胞形态引导、干细胞分化控制、人造肌肉、脊神经修复和电子植入等)来讲可以成为一个有用的新型强大工具。”