В поисках наилучшего материала для нейроимплантов химики Стэнфорда разработали пластиковые электроды, растягивающиеся, как резина, но проводящие электричество как проволока.
Более 10 лет лаборатория Чжэньань Бао работает над созданием мягкой и гибкой электроники, которая на ощупь походила бы на вторую кожу. В ходе изысканий ученые обратились к хрупкому пластику и, химически модифицировав его, превратили в гибкую как резина полосу, а заодно слегка повысили его электропроводимость. В результате мягкие эластичные электроды стали совместимы с податливыми и чувствительными нервами.
«Немногие знают, что мозг меняет свой объем в течение дня, — говорит Юэ Ван, первый автор статьи. — Он сжимается и расширяется». Современные электронные импланты не могут сокращаться вместе с мозгом, что затрудняет соединение. Для создания таких гибких электродов ученые выбрали пластик с двумя важными качествами — высокой проводимостью и биосовместимостью. Однако, у него был недостаток — хрупкость. Растяжение даже на 5% ломало его.
Для того чтобы придать пластику, состоящему из двух тесно связанных между собой полимеров, вязкости, ученые решили найти молекулу, которая бы разделила полимеры, но не ослабила электропроводность. Перебрав более 20 разных вариантов, они остановились на молекуле, похожей на пищевую добавку, которая используется для загустения супа в пищевой промышленности. В результате пластик стал тянуться, увеличиваясь в длину в 8 раз.
Пока это всего лишь лабораторный прототип, но команда надеется разработать его в рамках масштабной программы по созданию гибких материалов, совместимых с человеческим организмом.
«Гибкие электроды открывают множество новых, удивительных возможностей создания нейроинтерфейсов и другой вживляемой электроники, — говорит профессор Бао. — И у нас есть новый материал с непревзойденными электрической производительностью и эластичностью».
Проводящий электричество гибкий материал, состоящий из слоя алюминия, покрытого с двух сторон оксидом цинка и оксидом титана, а также тонкого слоя серебра, создали ученые Барселоны. Новый проводник подойдет для для создания гибкой электроники, а его оптические потери составляют всего 1,6%.