Reuniendo suave, células vivas maleables con duras, la electrónica inflexible puede ser una tarea difícil. Los investigadores de UChicago han desarrollado un nuevo método para enfrentar este desafío utilizando estructuras microscópicas para construir bioelectrónica en lugar de crearlas de arriba hacia abajo, creando un producto altamente personalizable.

Los investigadores están muy interesados ​​en crear dispositivos electrónicos que puedan interactuar sin problemas con los tejidos biológicos; Estos podrían usarse como herramientas para investigar cómo funcionan las células y los tejidos o como dispositivos médicos, como la estimulación de tejidos para tratar la enfermedad de Parkinson o problemas cardíacos.

Típicamente, Dicha bioelectrónica se crea a través de un enfoque "de arriba hacia abajo", con la electrónica ya ensamblada y hecha más pequeña para adaptarse al sistema biológico. Pero en un nuevo estudio publicado en Nanotecnología de la naturaleza , Assoc. El profesor Bozhi Tian y su equipo utilizan un método diferente. Los investigadores adoptaron un enfoque "de abajo hacia arriba", en el que pequeños bloques de construcción llamados micelas se unen para formar bioelectrónica basada en carbono.

Las micelas son una colección de moléculas que pueden formar una estructura esférica debido a las interacciones con el agua. Estas estructuras únicas juegan un papel integral en muchos procesos biológicos y químicos importantes, como la forma en que los detergentes eliminan los aceites, o cómo el cuerpo procesa ciertas grasas.

Las pequeñas micelas se unen para formar láminas muy delgadas que son nanoporosas, cubiertas con orificios extremadamente pequeños, que permiten mucha más flexibilidad. Estos poros aumentan la superficie, permitiendo más contacto y una mejor interfaz. Los poros también mejoran la flexibilidad del dispositivo bioelectrónico, lo cual es importante porque la bioelectrónica necesita poder encajar bien con la membrana biológica blanda. Para entender esto imagina la maleabilidad de una rebanada de pastel con sus muchas bolsas de aire, versus un brownie denso.

"Este es el primer trabajo de investigación que utiliza el autoensamblaje microscópico impulsado por micelas para bioelectrónica, "dijo Aleksander Prominski, estudiante de posgrado en química y coautor del artículo. "También sugiere que deberíamos buscar más principios en otros campos, como el almacenamiento de energía, para construir biointerfaces ".

Otro aspecto positivo de este enfoque es la versatilidad en la construcción del dispositivo. Crear la bioelectrónica es tan simple como cambiar los componentes básicos.

"Nuestras membranas de carbono poroso son capaces de estimulación y detección biofísica, "dijo Lingyuan Meng, estudiante de posgrado de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker y co-primer autor del artículo. "Esta tecnología también podría encontrar aplicaciones clínicas para tratar afecciones como la epilepsia o el Parkinson".