Ученые ИТМО создали устройство, с помощью которого нервная система сможет управлять имплантами. Это небольшие резисторы, конденсаторы и мемристоры на основе жидкого металла и гидрогеля. Их можно будет разместить в искусственных органах. Статья опубликована в Journal of Physical Chemistry Letters.
Сотрудники НОЦ Инфохимии Университета ИТМО использовали полиэлектролитные гидрогели и жидкий сплав металлов, галлия и индия, чтобы получить прототип электронного устройства для искусственных органов.
«Наши внутренние органы управляются электрическими импульсами, и, соответственно, для создания их заменителей необходимы электронные устройства, которые бы считывали эти импульсы, ― рассказывает главный автор исследования, сотрудник НОЦ Инфохимии Университета ИТМО Артемий Иванов, ― однако современная электроника в основном кремниевая. Она твердая и хрупкая, ее нельзя поместить внутрь тела. Нужны материалы, которые по своим электронным характеристикам были бы оптимальны и при этом по механическим свойствам приближались бы к человеческому телу. То есть были бы мягкими и гибкими, а также работали бы в водных растворах».
Тестирование схемы управления имплантами.
Ученые ИТМО предложили использовать биосовместимый аналог — сплав галлия и индия, чтобы создавать устройства для функционирования имплантатов. Сплав этих металлов не вызывает раздражения в организме человека и не скапливается в почках и печени. В основе системы — две капли сплава и гидрогель, в котором расположены полиэлектролиты.
«У нас есть две капли жидкого металла и между ними тягучая субстанция, гидрогель. Когда протекает ток, на границах между металлом и гелем образуется слой нерастворимых соединений металла галлия. В зависимости от толщины этого слоя мы можем получать различные электрические компоненты», ― добавляет Иванов.
Исследователи уже продемонстрировали работоспособность схемы в пробирке. Следующий этап ― инженерное оформление разработки, чтобы ее можно было бы использовать при создании искусственных органов.
В перспективе технологию можно применить не только в биомедицине, но и в альтернативной энергетике ― различных гибких электронных устройствах, где не используются очень большие токи, например, солнечных панелях.
Информация предоставлена пресс-службой Университета ИТМО
Источник фото: https://news.itmo.ru/ru/science/life_science/news/10155/
