Полученные плёнки имеют высокую биосовместимость. Фото: Андрей Ушаков.
Учёным УрФУ с коллегами из Университета Авейру удалось получить биосовместимые кристаллические плёнки. Они обладают высокими пьезоэлектрическими свойствами — при механическом или тепловом воздействии генерируют электрический ток. Такая особенность будет полезна при создании элементов для инвазивных медицинских устройств, например, кардиостимуляторов. Подробную информацию о полученных плёнках и новом методе их синтезирования учёные опубликовали в ACS Biomaterials Science & Engineering. Исследование выполнено при поддержке в рамках программы «Приоритет-2030».
«Нам удалось получить плёнки из дифенилаланина, которые обладают высокими пьезоэлектрическими свойствами, сравнимыми с неорганическими аналогами. Под механическим или тепловым воздействием эти плёнки вырабатывают электричество. Использование таких плёнок будет особенно полезно для создания инвазивных кардиостимуляторов — устройств, которые находятся внутри организма человека. При движении или биении сердца эти плёнки станут генерировать ток, который затем будет накапливаться в батареях кардиостимуляторов. Устройства накопления энергии на основе таких материалов могут решить проблему замены выработанных батарей, а также сократят количество хирургических вмешательств», — поясняет заведующий лабораторией функциональных наноматериалов и наноустройств НИИ физики и прикладной математики УрФУ Денис Аликин.
Дифенилаланин — это форма фенилаланина, одной из 20 аминокислот, из которой состоят белки и которая играет важную роль в биологических процессах. Это вещество является частью человеческого организма, а, соответственно, материалы из дифенилаланина обладают высокой совместимостью с живыми тканями организма.
«Неорганические аналоги несут в себе риски отторжения, поскольку такие материалы плохо интегрируются с биологическими объектами. Дифенилаланин как органический материал является биосовместимым, что является важным для создания как инвазивных, так и не инвазивных устройств. Например, датчики, созданные из органического материала, которые носит человек, будут вызывать меньшее раздражение, чем аналоги из неорганических полимеров», — объясняет Денис Аликин.
Учёные синтезировали плёнки при помощи нового метода — кристаллизации из аморфной фазы под воздействием водяного пара. Традиционный способ получения дифенилаланина подразумевает кристаллизацию в водном растворе, что приводит к формированию структур с плохо контролируемой морфологией.
«Ранее наши коллеги обнаружили в дифенилаланине высокие пьезоэлектрические коэффициенты. Но проблема в том, что создание из этого вещества плёнок с плоской морфологией затруднительно, так как в растворе дифенилаланин собирается в трубчатые структуры. И это вызывало большие затруднения, поскольку, когда речь идёт о создании элементов для микроэлектроники, то поверхность плёнки должна быть ровной, чтобы на неё можно было наносить электроды. Разработанный нами метод решил эту проблему — мы смогли добиться получения плёнок с плоской морфологией. Также отметим, что наш метод является уникальным и ранее не был предложен другими научными группами», — добавляет Денис Аликин.
Источник: habr.com
Похожие новости:
Найден перспективный материал для наномоторов
Учёные из ЛЭТИ создали прототип установки для изучения новых типов полупроводниковых плёнок
Во Флориде зооэнтузиасты начали активно использовать электрические велосипеды для охоты на инвазивных питонов
Во Флориде зооэнтузиасты начали использовать электрические велосипеды для охоты на инвазивных питонов