金刚石和柔性聚合物电极的研究进展

钻石装饰到脚踝的钻石是珍品,但是身体里面的这些宝石可能证明无价。

凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的两名研究人员正在建造由钻石和柔性聚合物制成的植入物,用于识别患有神经疾病的患者大脑中的化学和电变化,或刺激神经并恢复瘫痪患者的运动。

化学工程教授海蒂·马丁(Heidi Martin)和电子工程与计算机科学教授克里斯蒂安·佐曼(Christian Zorman)的研究距离人体试验还有数年时间,但他们的早期成功吸引了全世界的兴趣。欧洲杯线上买球

“现在,我们正试图为持续一生的植入装置开发钻石涂层电极,”马丁说。“患者会有一个手术而是这就是它。”

对于大多数材料,它欧洲杯足球竞彩在身体内部地狱。但即使在我们里面,钻石是永远的。马丁说,与标准电极不同,钻石不会腐蚀。

然而,钻石是如此艰难而僵硬,所以由东西制成的整个植入物会迅速损坏周围的组织,身体会封闭植入物,好像它是一个碎片,Zorman说。

关键是使用足够的钻石。“我们只需要在生物界面处的钻石 - 设备与神经连接,”Zorman说。

为了将世界上最坚硬的材料和一种柔韧的塑料结合起来,马丁和佐曼使用了与制造欧洲杯足球竞彩计算机芯片几乎相同的过程。

马丁的实验室在真空的高温下生长金刚石薄膜——真正的金刚石。通过添加杂质,他们改变了钻石的性质。对于电极,研究小组添加硼,使钻石变成蓝色。蓝钻石,包括史密森尼博物馆(Smithsonian)著名的“希望钻石”(Hope Diamond),都能导电。

因为钻石在800至900摄氏度下制作,所以温度将熔化聚合物基地,而马丁首先选择性地增长一系列微小的二氧化硅钻膜的一系列小方块,沙子和石英的东西。

然后,佐曼的团队在钻石之间的缝隙中放置了一层薄而柔软的聚合物,接着是一层金属,连接到钻石的背面,并将导电。最后,他添加了一层厚的柔性聚合物基。然后,他们将该装置浸入氢氟酸中,氢氟酸会腐蚀二氧化硅,释放探测器。

测量大脑或神经某个部位化学变化的皮质小探针有两个钻石接触点。这些探针旨在帮助健康研究人员了解化学物质在刺激神经或大脑内部交流中的作用。

例如,最近的研究发现,神经递质多巴胺的缺乏与帕金森氏症有关。

目前,医学研究人员正在使用基于碳的针电极来监测神经递质。但是,电极是脆弱的 - 一种玻璃管支撑碳,马丁说。马丁说,聚合物和金刚石探针可以留在体内更长,钻石在化学传感中证明了卓越的。

Martin和Zorman还建立了带有八个或更多电连接的金刚石段的电极。这些是针对Neruroprostheses设计的,以刺激神经,使瘫痪的患者能够站立或盲人患者。

在身体内的空间,钻石有另一个优势。实验室测试显示一个钻石涂层电极可以监测化学和电信号以及刺激神经。

Martin还通过在铼合金电线上生长金刚石薄膜来发现涂有钻石的柔性探头的另一种方法。金属通常在金刚石加工的高温下变脆。

但她能够在压裂前弯曲钻石涂层的钨铼丝75度,钼 - 铼合金超过90度。

Martin, Zorman和他们的实验室工作人员今年已经被邀请参加了几个主要的国际会议来讨论这项工作,包括4月在温哥华举行的电化学学会会议和6月在法国斯特拉斯堡举行的欧洲材料研究学会会议。欧洲杯足球竞彩他们还在2010年6月希尔顿海德SC固态传感器、驱动器和微系统研讨会上展示了这项工作。

马丁上个月在布达佩斯举行的“2010钻石:第21届欧洲钻石、类钻石材料、碳纳米管和氮化物会议”上发表了讲话,并将于12月在克利夫兰举行的退伍军人事务研讨会上发表讲话。欧洲杯足球竞彩

“有助于制造一个可以帮助临床和提前研究的设备会如此激动,”马丁说。“时间尺度很长,但我认为我们有很好的机会。”

来源:http://www.case.edu/

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