【摘要】:石墨烯材料由于其独特的结构和优异的物理化学性质,为神经接口设备的发展提供了更多的可能与选择。石墨烯的单原子层结构使得其对生物分子的检测具有很高的灵敏度,可以为神经接口提供生物传感功能。每种材料都有它独特的优势以及局限,虽然目前基于石墨烯的神经接口还未应用于临床治疗,但我们相信,随着石墨烯产业化的加速发展,石墨烯材料生长技术及成品质量的不断提高,终将使得石墨烯在临床上发挥它独特的优势。
为了更好地发挥神经接口的潜力,未来的神经电极将会涵盖多重功能,如记录与刺激神经电活动、识别神经递质、神经调控和药物输送等。石墨烯材料由于其独特的结构和优异的物理化学性质,为神经接口设备的发展提供了更多的可能与选择。例如,基于CVD法制备的高品质石墨烯的场效应晶体管可以用来制备高密度、大面积的神经电极阵列,以极高的空间分辨率实现大面积的大脑神经电生理记录。基于石墨烯和新兴的二维半导体材料(如MoS2)的柔性电极技术,有望在多路复用、克服高密度电极大量连接线所占空间过多等问题方面发挥优势。
针对神经电刺激,具有高孔隙率(或比表面积)的三维或结构化石墨烯薄膜(如CVD泡沫石墨烯、石墨烯纤维、rGO多孔薄膜等)可以提供比其他材料更高的电荷注入容量。此外,我们可以将石墨烯基材料(如石墨烯纳米薄片)作为掺杂材料加入其他导电薄膜中,以增加薄膜的电导率并提高薄膜的电荷注入能力。石墨烯的单原子层结构使得其对生物分子的检测具有很高的灵敏度,可以为神经接口提供生物传感功能。(https://www.xing528.com)
石墨烯及其他二维材料具有许多优异的性质,如柔性好、透明度高、电子迁移率高、比表面积大等,同时其表面可进行化学修饰,这些特征为构建大面积、高效的多功能神经接口提供了条件和便利。每种材料都有它独特的优势以及局限,虽然目前基于石墨烯的神经接口还未应用于临床治疗,但我们相信,随着石墨烯产业化的加速发展,石墨烯材料生长技术及成品质量的不断提高,终将使得石墨烯在临床上发挥它独特的优势。
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