先进应用材料石墨烯成医学检测工具!

发布时间:2018-12-10

作为先进材料的石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。其具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

而最近美国伊利诺伊大学芝加哥分校的一项新研究,又赋予了这种材料一种新用途——检测肌萎缩侧索硬化(ALS)其相关研究发表在美国化学学会期刊《应用材料与界面》上。


据研究人员指出,石墨烯是由碳原子构成的二维材料,是一种很有用的检测工具。材料中结合原子的化学键会因弹性而产生共振,其振动波,即声子,可以非常精确地测量。其声学特性能够帮助科学家开发新的神经退行性疾病诊断方法。当分子与石墨烯相互作用时,这种共振会以可量化的方式发生改变,其变化模式取决于分子的独特电子特性。通过测量由分子引起的石墨烯声子能量的变化,就可以确定该分子的电子特性。


正是基于这一原理,研究人员通过石墨烯声子能量的变化来检测ALS。在研究中,他们将来自ALS患者、多发性硬化症患者及没有神经退行性疾病的志愿者的脑脊液放置在石墨烯上,然后通过石墨烯声子振动特性变化情况进行脑脊液成分分析,进而识别脑脊液所属——是来自ALS患者,还是多发性硬化患者,抑或是没有神经退行性疾病的志愿者。研究人员称,由于目前还没有可靠的ALS实验室检测手段,所以这种客观的诊断测试可以帮助ALS患者尽早开始接受治疗,减缓病情。


作为论文作者之一、伊利诺伊大学芝加哥分校工程学院的副教授维卡斯•贝里指出,石墨烯是一种“超级材料”,目前科学家对其声学特性的研究甚少。他们的研究表明,依仗其声学特性,石墨烯可以作为一种极其通用且准确的探测手段。


随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域,如今,这款先进的材料还能应用到医学领域上,确实是一项重大的突破。


如果您对新材料与先进材料等领域也有一定的看法,请参加2019年4月12-14日在马来西亚•吉隆坡召开的第五届工程材料与制造技术国际学术会议(IFEMMT 2019) 。该会议由AEIC学术交流资讯中心主办,会议旨在为从事工程材料与制造技术的专家学者、工程技术人员、技术研发人员提供一个共享科研成果和前沿技术,了解学术发展趋势,拓宽研究思路,加强学术研究和探讨,促进学术成果产业化合作的平台。欢迎国内外高校、科研机构专家、学者,企业界人士及其他相关人员参会交流。


热门推荐