В России представили технологию для управления искусственными органами
Сотрудники НОЦ Инфохимии Университета ИТМО использовали полиэлектролитные гидрогели и жидкий сплав металлов, галлия и индия, чтобы получить прототип электронного устройства для искусственных органов. Подробно о новой разработке российских учёных пишет журнал Journal of Physical Chemistry Letters.
«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.
Сейчас существует только кремниевая электроника, однако её главный недостаток заключается в хрупкости, поэтому её нельзя помешать внутрь организма.
«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», ― пояснил Иванов.
Российские учёные решили 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 альтернативной энергетике ― различных гибких электронных устройствах, где не используются очень большие токи, например, солнечных панелях.
Фото: peshkova/Depositphotos