Созданы гибкие светодиоды для имплантации под кожу

Эластичные биосовместимые схемы могут управлять выпуском лекарств, активируемых светом, или информировать медиков о развитии болезни. Так считают авторы разработки — Джон Роджерс (John Rogers) из университета Иллинойса и возглавляемая им группа учёных.

При создании электронных схем, выдерживающих механическую деформацию, часто применяются относительно новые материалы — углеродные нанотрубки или наночастицы. Авторы, напротив, использовали обычные металлы и полупроводник арсенид галлия. Несмотря на исходную хрупкость этих материалов, учёным удалось получить тонкие гибкие схемы. Соединительным линиям в них были приданы спиральные формы, чтобы они могли без повреждений выдерживать большую деформацию: изгиб и растяжение.

Рис. 1. Первоначально схему напечатали на стекле, а потом перевели на гибкую плёнку из полидиметилсилоксана (иллюстрация Nature Materials).

В экспериментах созданные схемы исправно работали при скручивании и растяжении; гибкость обеспечивают, разумеется, не сами элементы массива, а их извилистые соединения (см. рис. ниже). Готовая схема сохраняет работоспособность даже при растяжении на 75%, но главное – она не потеряет своих свойств и останется инертной в теле человека.

Коллега авторов Брайан Дерби (Brian Derby), представляющий Манчестерский университет, считает, что такое инженерное решение серьёзно ограничивает область применения устройств.

Впрочем, Джон Роджерс (John Rogers), рассчитывает на применение гибких массивов в медицине, а не в потребительской электронике. Тематика первых опытов учёных соответствует выбранному направлению: они вживили светодиоды лабораторной мыши и создали виниловую перчатку со «светящимся» кончиком пальца.

Рис. 2. Массивы светодиодов (иллюстрации авторов работы).

Кстати, ранее Роджерс и его коллеги отличились созданием нанотрубочного транзистора, бионической камеры и шёлкового чипа. Теперь Джон основал в Кембридже компанию mc10, которая займётся коммерциализацией эластичной и биосовместимой электроники.

Рис. 3. Схема соединения элементов массива (иллюстрация авторов работы).

Результаты исследований опубликованы в статье:

Rak-Hwan Kim, Dae-Hyeong Kim, Jianliang Xiao, Bong Hoon Kim, Sang-Il Park, Bruce Panilaitis, Roozbeh Ghaffari, Jimin Yao, Ming Li, Zhuangjian Liu, Viktor Malyarchuk, Dae Gon Kim, An-Phong Le, Ralph G. Nuzzo, David L. Kaplan, Fiorenzo G. Omenetto, Yonggang Huang, Zhan Kang & John A. Rogers Waterproof AlInGaP optoelectronics on stretchable substrates with applications in biomedicine and robotics. – Nature Materials. – Published online: 17 October 2010 | doi:10.1038/nmat2879.

По материалам:

Источник(и):

1. Nature News

2. membrana.ru

3. compulenta.ru