Впервые исследователям удалось поместить слой графена поверх монослоя стабильного жирного липида. Окруженный защитной оболочкой из липидов, графен мог проникать в тело и функционировать как универсальный сенсор. Результаты являются первым шагом к такой оболочке и были опубликованы в журнале Nanoscale 28 сентября 2016 года.
В отличие от предыдущей работы, исследователи наблюдали стабильную структуру при размещении графена на одном слое липидов. На эти выводы был подан патент. Кандидат наук Лия Лима и ее коллеги сделали это открытие под руководством химика Грегори Шнайдера.
Графен
Графен - это поверхностный материал, состоящий из одного слоя атомов углерода. Он очень тонкий, прочный и гибкий. Кроме того, графен востребован в технологическом мире из-за его эффективной проводимости электричества. Применение графена широко варьируется. «Графен особенно чувствителен и может реагировать на окружающую среду в организме», - говорит Шнайдер. Таким образом, будущие приложения для тела - это, например, биосенсоры и системы, которые выделяют правильное место для проведения диагностики.
Связывание с графеном
Чтобы сделать графен подходящим для этих приложений, в качестве подложки часто используются твердые неорганические материалы. Однако эти твердые материалы не идеальны для использования графена в теле. По этой причине ученые ищут мягкие органические молекулы для связывания с графеном, в данном случае с липидами.
Липиды на графене
Липиды - это жиры, которые можно найти в защитном слое клетки - клеточной мембране. Эта мембрана состоит из двойного слоя липидов. Когда графен можно было поместить между этими двумя слоями, он мог свободно перемещаться по телу. «Метод, который уже используется с лекарствами от рака», - объясняет Шнайдер. «Мы сделали один слой липидов в лаборатории и поместили сверху графен: первый шаг к имитации клеточной мембраны».
Измерения
В своих исследованиях ученые обнаружили, что слой липидов обеспечивает хорошую поддержку графена. Исследователи использовали инфракрасные измерения, чтобы доказать стабильность липидного слоя. Они также обнаружили, что липиды улучшают электропроводность графена. Этот эффект липидов перспективен для будущих применений. Улучшения электропроводности позволяют измерять электрические сигналы графена в организме. Эти сигналы говорят что-то об окружении графена, например о кислотности или присутствии определенных белков.
Наносенсор
В конечном итоге графен сможет перемещаться по телу, если он стабилизируется липидами. «Однако нам еще предстоит пройти долгий путь», - говорит Шнайдер. «Следующий шаг - разместить липидный слой с обеих сторон графена, как сэндвич».