Il grafene e la tecnologia emergente delle protesi neurali

La tecnologia emergente delle protesi neurali ha il potere di cambiare ciò che significa essere umani. La capacità di impiantare elettrodi negli occhi, nelle orecchie, nella colonna vertebrale o persino nel cervello ha il potenziale per superare malattie degenerative, riparare corpi spezzati e persino migliorare i nostri sensi con abilità sovrumane.

Ma nonostante le numerose prove di dispositivi elettronici impiantati nel corpo umano, ci sono ancora molte sfide da affrontare. Il problema è che la maggior parte di questi dispositivi è basata su substrati di silicio che sono duri, rigidi e taglienti. Quelle non sono normalmente qualità che si adattano bene ai tessuti molli.

Di conseguenza, qualsiasi piccolo movimento di questi dispositivi può danneggiare i tessuti vicini e, nei casi peggiori, formare tessuto cicatriziale. Inoltre, l'ambiente caldo, umido e salato all'interno del corpo può danneggiare i componenti elettronici, limitandone la durata.

Quello che serve, ovviamente, è un substrato flessibile che sia anche biocompatibile con i tessuti umani. Ora Lucas Hess e compagni della Technische Universität München in Germania affermano di aver trovato il materiale ideale: il grafene. Oggi delineano i loro piani per le protesi neurali a base di grafene e gli esperimenti che hanno già fatto per testarne la biocompatibilità.

Il grafene è l'ideale perché il filo di pollo in carbonio è spesso solo un singolo atomo e quindi altamente flessibile. È anche tenuto insieme da legami di carbonio, che sono tra i più stabili conosciuti dai chimici. Ciò significa che dovrebbe essere relativamente stabile all'interno del corpo umano.

Ma il grafene ha un altro vantaggio. Hess e gli amici hanno mostrato come sia possibile usarlo per realizzare transistor che sono controllati dalla soluzione in cui si trova il transistor. In altre parole, i fluidi corporei naturali che circondano queste protesi formeranno parte integrante del loro funzionamento.

I cosiddetti transistor solution-gated sono molto più sensibili ai cambiamenti elettronici nel loro ambiente rispetto ai dispositivi al silicio convenzionali. I dispositivi [basati sul grafene]... superano di gran lunga le tecnologie attuali in termini di sensibilità del gate, affermano Hess e co.

Questi ragazzi hanno iniziato a testare le interfacce del grafene con varie cellule come le cellule gangliari della retina, riferendo che il grafene ha un'eccellente biocompatibilità.

Naturalmente, le protesi neurali funzionanti a base di grafene sono in qualche modo nel futuro. Ma l'Europa ha recentemente annunciato un investimento di 1 miliardo di euro nella ricerca sul grafene nei prossimi dieci anni. Se ciò non acquista progressi significativi in ​​quest'area, niente lo farà.

Rif: arxiv.org/abs/1302.1418 : Transistor al grafene per la bioelettronica

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