立即发布
北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种新的方法，利用光改变半导体材料本身的导电性，从而操纵半导体材料上电池的行为。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程教授阿尔本纳·伊万尼塞维奇(Albena Ivanisevic)说:“人们对能够控制与半导体相关的细胞行为非常感兴趣——这是生物电子学背后的基本理念。”他也是一篇相关论文的通讯作者。“我们在这里的工作有效地为开发新的生物电子设备的工具箱增加了另一个工具。”
这种新方法利用了一种叫做持久光电导率的现象。表现出持久光导电性的材料，当你用光照射它们时，它们的导电性会大大提高。当光被移除后，材料需要很长时间才能恢复到原来的导电性。
当导电性提高时，材料表面的电荷增加。增加的表面电荷可以用来引导细胞粘附在表面上。
伊万尼塞维奇说:“这只是控制细胞粘附到材料表面的一种方法。”“但它可以与其他技术结合使用，比如设计材料表面的粗糙度或对材料进行化学改性。”
在这项研究中，研究人员通过使用氮化镓衬底和PC12细胞(广泛用于生物电子学测试的一种模型细胞)，证明了这三种特性都可以一起使用。
研究人员测试了两组完全相同的氮化镓衬底，除了一组暴露在紫外线下——触发了其持久的光导特性——而另一组则没有。
伊万尼塞维奇说:“这两组细胞在数量上有明显的差异——更多的细胞粘附在暴露在阳光下的材料上。”
“这是一篇概念证明论文，”伊万尼塞维奇说。“我们现在需要探索如何设计半导体材料的形貌和厚度，以影响材料的持久光电导率和粗糙度。最终，我们希望更好地控制细胞粘附和行为。”
纸”,持久性光电导率、纳米尺度形貌和化学功能化可以共同影响PC12电池在宽禁带半导体表面的行为发表在杂志上小．这篇论文的主要作者是帕特里克·斯奈德，他是伊万尼塞维奇实验室的博士生。该论文由Adroit Materials的Ronny Kirste和北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授Ramon Collazo共同撰写。
这项工作得到了美国陆军研究办公室(编号为W911NF-15-1-0375)和美国国家科学基金会(编号为DMR-1312582)的支持。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
持久性光电导率、纳米尺度形貌和化学功能化可以共同影响PC12电池在宽禁带半导体表面上的行为
作者: Patrick J. Snyder, Ramon Callozo和Albena Ivanisevic，北卡罗莱纳州立大学;Ronny Kirste, Adroit Materials
发表: 4月28日小
DOI: 10.1002 / smll.201700481
文摘:像氮化镓(GaN)这样的宽带隙半导体表现出持久的光导电性。这项工作将这种资产整合到独特的生物界面的制造中。在半导体生长过程中产生具有光刻定义区域和控制粗糙度的模板。模板表面官能团的变化使用台式表面官能化程序。模板的电导率通过暴露在紫外光下而改变，PC12细胞的行为被绘制在不同的衬底电导率下。将图案尺寸和粗糙度与表面化学相结合，改变了在紫外光照射下使GaN更具导电性时PC12细胞的粘附性。此外，在突起生长过程中，利用表面化学和初始电导率差来促进GaN表面光滑区域的扩展。这些结果可用于独特的生物电子界面，以探测和控制细胞行为。
