p Os pesquisadores demonstraram, pela primeira vez, uma matriz de transistores à base de grafeno que é compatível com células biológicas vivas e capaz de registrar os sinais elétricos que elas geram. Esta plataforma de prova de conceito abre caminho para uma investigação mais aprofundada de um novo material promissor. A combinação distinta de características do Graphene o torna um candidato líder para futuras aplicações biomédicas que requerem uma interface direta entre dispositivos microeletrônicos e células nervosas ou outro tecido vivo. Uma equipe de cientistas da Technische Universitaet Muenchen e do Juelich Research Center publicou os resultados na revista Materiais avançados . p Hoje, se uma pessoa tem um relacionamento íntimo e dependente com um dispositivo eletrônico, é mais provável que seja um smartphone; Contudo, conexões muito mais próximas podem estar reservadas em um futuro previsível. Por exemplo, Foram propostas aplicações "bioeletrônicas" que colocariam sensores e, em alguns casos, atuadores dentro do cérebro de uma pessoa, olho, ou ouvido para ajudar a compensar o dano neural. Pesquisas pioneiras nessa direção foram feitas usando a tecnologia madura da microeletrônica de silício, mas, na prática, essa abordagem pode ser um beco sem saída:tanto os substratos flexíveis quanto os ambientes biológicos aquosos representam sérios problemas para os dispositivos de silício; além do que, além do mais, eles podem ser muito "barulhentos" para uma comunicação confiável com células nervosas individuais.

p Dos vários sistemas materiais sendo explorados como alternativas, o grafeno - essencialmente uma folha bidimensional de átomos de carbono ligados em um padrão de favo de mel denso - parece muito adequado para aplicações bioeletrônicas:oferece excelente desempenho eletrônico, é quimicamente estável e biologicamente inerte, pode ser facilmente processado em substratos flexíveis, e deve ser útil em larga escala, fabricação de baixo custo. Os últimos resultados da equipe TUM-Juelich confirmam as principais características de desempenho e abrem o caminho para novos avanços para determinar a viabilidade da bioeletrônica à base de grafeno.

p A configuração experimental relatada em Materiais avançados começou com uma série de 16 transistores de efeito de campo controlados por solução de grafeno (G-SGFETs) fabricados em folha de cobre por deposição química de vapor e processos fotolitográficos e de corrosão padrão. "O mecanismo de detecção desses dispositivos é bastante simples, "diz o Dr. José Antonio Garrido, um membro do Instituto Walter Schottky em TUM. "Variações do ambiente elétrico e químico nas proximidades da região da porta FET serão convertidas em uma variação da corrente do transistor."

p Diretamente no topo desta matriz, os pesquisadores cultivaram uma camada de células biológicas semelhantes ao músculo cardíaco. Não foram apenas os "potenciais de ação" de células individuais detectáveis ​​acima do ruído elétrico intrínseco dos transistores, mas esses sinais celulares podem ser gravados com alta resolução espacial e temporal. Por exemplo, uma série de picos separados por dezenas de milissegundos movidos através do conjunto de transistores da mesma maneira que se poderia esperar que os potenciais de ação se propagassem através da camada celular. Também, quando a camada celular foi exposta a uma concentração mais alta do hormônio do estresse norepinefrina, um aumento correspondente na frequência de picos foi registrado. Experimentos separados para determinar o nível de ruído inerente dos G-SFETs mostraram que ele é comparável ao de dispositivos de silício de ruído ultrabaixo, que, como aponta Garrido, são o resultado de décadas de desenvolvimento tecnológico.

p "Grande parte de nossa pesquisa em andamento está focada em melhorar ainda mais o desempenho de ruído dos dispositivos de grafeno, "Garrido diz, "e na otimização da transferência dessa tecnologia para substratos flexíveis como parileno e kapton, ambos são usados ​​atualmente para implantes in vivo. Também estamos trabalhando para melhorar a resolução espacial de nossos dispositivos de gravação. "Enquanto isso, eles estão trabalhando com cientistas do Vision Institute, com sede em Paris, para investigar a biocompatibilidade das camadas de grafeno em culturas de células de neurônios da retina, bem como dentro de um projeto europeu mais amplo chamado NEUROCARE, que visa desenvolver implantes cerebrais baseados em dispositivos flexíveis de nanocarbono.