研究人员开发了用于神经接口的软金纳米线

黄金不容易变成又长又细的线。但瑞典林雪平大学的研究人员现在已经设法制造出金纳米线，并开发出可以连接到神经系统的软电极。电极柔软如神经，可拉伸且导电，可在体内持续很长时间

有些人有一颗“金子般的心”，那么为什么没有“金子一样的神经”呢？未来，有可能在软接口中使用这种贵金属，将电子设备连接到神经系统，用于医疗目的

这种技术可用于缓解癫痫、帕金森病、瘫痪或慢性疼痛等疾病。然而，创建一个电子设备可以与大脑或神经系统其他部分接触的界面带来了特殊的挑战

领导这项研究的林雪平大学有机电子实验室材料科学教授Klas Tybrandt说：“电子产品中使用的经典导体是金属，它们非常坚硬和坚硬。神经系统的机械性能更让人联想到软果冻。为了获得准确的信号传输，我们需要非常靠近所讨论的神经纤维，但随着身体不断运动，在坚硬的东西和柔软易碎的东西之间实现紧密接触成为一个问题。”

因此，研究人员希望制造出具有良好导电性以及与身体柔软度相似的机械性能的电极。近年来，几项研究表明，软电极对组织的损伤不如硬电极大。

在目前的研究中。林雪平大学的一组研究人员开发出了比头发细一千倍的金纳米线，并将其嵌入弹性材料中以制造软微电极。这篇题为“神经界面具有长期稳定性的可拉伸组织状金纳米线复合材料”的论文发表在《Small》杂志上

Klas Tybrandt说：“我们成功地利用金纳米线和非常柔软的硅橡胶制造了一种新的、更好的纳米材料。将它们结合在一起，产生了一种具有高导电性、非常柔软的导体，由与身体一起工作的生物相容性材料制成。”

硅橡胶用于医疗植入物，如乳房植入物。软电极还包括金和铂，这两种金属在临床使用的医疗器械中很常见

然而，制造长而窄的金纳米结构非常困难。到目前为止，这一直是一个主要障碍，但研究人员现在已经提出了一种制造金纳米线的新方法。他们通过使用银纳米线来实现这一点

由于银具有独特的性质，使其成为制造研究人员所追求的纳米线的非常好的材料，因此它被用于一些可拉伸的纳米材料中。银的问题在于它具有化学反应性。就像银餐具在表面发生化学反应时会随着时间的推移而变色一样，纳米线中的银会分解，导致银离子泄漏。在足够高的浓度下，银离子可能对我们有毒。

当Klas Tybrandt研究小组的博士生Laura Seufert正在寻找合成或“生长”金纳米线的方法时，她提出了一种新的方法，开辟了新的可能性

起初，很难控制纳米线的形状。但后来她发现了一种方法，可以制造出非常光滑的电线。她没有从一开始就尝试生长金纳米线，而是从纯银制成的薄纳米线开始

Klas Tybrandt说：“由于可以制造银纳米线，我们利用这一点，将银纳米线用作我们生长金的模板。该过程的下一步是去除银。一旦完成，我们就有了一种金含量超过99%的材料。因此，这是一个解决制造狭长金纳米结构问题的小技巧。”

这项研究背后的研究人员与林雪平大学生物医学和临床科学系的Simon Farnebo教授合作，表明柔软有弹性的微电极可以刺激大鼠神经，并捕获神经的信号

在将软电子器件嵌入体内的应用中，材料必须持续很长时间，最好是终身使用。研究人员测试了这种新材料的稳定性，并得出结论，它将持续至少三年，这比迄今为止开发的许多纳米材料都要好

研究小组现在正在研究改进这种材料，并制造出不同类型的电极，这些电极甚至更小，可以与神经细胞更紧密地接触 More information: Laura Seufert et al, Stretchable Tissue‐Like Gold Nanowire Composites with Long‐Term Stability for Neural Interfaces, Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202402214

Journal information: Small