Création de semi-conducteurs souples et flexibles.
L’équipe de l’École de Génie Moléculaire Pritzker de l’Université de Chicago a récemment annoncé une percée significative en bioélectronique avec le développement d’un gel bleuâtre capable de flotter comme une méduse dans l’eau tout en conservant d’immenses capacités semi-conductrices. Ce nouveau matériau, alliant les propriétés d’un semi-conducteur et d’un hydrogel, promet de révolutionner l’interface entre les tissus vivants et les machines, ouvrant de nouvelles perspectives pour des applications médicales telles que les pacemakers et autres implants.
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Les Etats-Unis découvrent un matériau idéal pour l’interface bioélectronique
Le matériau idéal pour relier l’électronique aux tissus vivants doit être souple, extensible et hydrophile, tout comme les tissus eux-mêmes : en bref, un hydrogel. Cependant, les semi-conducteurs, essentiels pour des applications bioélectroniques telles que les pacemakers, les biosenseurs et les dispositifs de livraison de médicaments, sont traditionnellement rigides, cassants et hydrophobes.
Résolution d’un défi de longue date
L’étude publiée dans la revue Science par l’Université de Chicago a relevé un défi qui a longtemps posé problème aux chercheurs. Le résultat est un gel bleuâtre qui non seulement répond à toutes les exigences d’une interface bioélectronique idéale mais ouvre également la voie à de meilleures interfaces cerveau-machine, biosenseurs, et pacemakers.
Propriétés et processus de fabrication
Le professeur assistant Sihong Wang, dont le laboratoire a dirigé la recherche, a expliqué que l’hydrogel est également très poreux, ce qui permet une diffusion efficace de différentes substances nutritives et chimiques. Ces traits combinés font de l’hydrogel probablement le matériau le plus utile pour l’ingénierie tissulaire et la livraison de médicaments.
Réinventer la conception des semi-conducteurs
Au lieu de dissoudre les semi-conducteurs dans l’eau, l’équipe a utilisé un solvant organique miscible avec l’eau. Ils ont ensuite préparé un gel à partir des semi-conducteurs dissous et des précurseurs de l’hydrogel, grâce à un processus d’échange de solvant, une méthode dont l’applicabilité est large pour différents types de semi-conducteurs polymères.
Amélioration des fonctions biologiques
Contrairement à tout autre hydrogel, le nouveau matériel améliore en fait les fonctions biologiques dans deux domaines, créant de meilleurs résultats que ce que l’hydrogel ou le semi-conducteur pourrait accomplir seul. Par exemple, avoir un matériau très doux en contact direct avec le tissu réduit les réponses immunitaires et l’inflammation typiquement déclenchées lorsqu’un dispositif médical est implanté.
Des chercheurs de l’Université 🇺🇸 de Chicago ont créé un hydrogel semi-conducteur souple et flexible grâce à une nouvelle percée en bioélectronique, une astuce qui leur permet de contourner l’impossibilité de dissoudre les semi-conducteurs dans l’eau.
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— Le Génie Humain (@legeniehumain) February 2, 2025
Applications et potentiels futurs
En plus de son utilité dans les dispositifs médicaux implantés, le matériau a de nombreuses applications potentielles non chirurgicales, comme l’amélioration des lectures à partir de la peau ou des soins améliorés pour les plaies. Les réponses à la lumière pour des fonctions thérapeutiques à la surface des tissus sont également augmentées, bénéficiant à des fonctions telles que les pacemakers actionnés par la lumière ou les pansements qui peuvent être chauffés plus efficacement avec un coup de lumière pour aider à accélérer la guérison.
Cette innovation marque un tournant dans le domaine de la bioélectronique, offrant des solutions avancées pour l’intégration harmonieuse de la technologie dans le corps humain, révolutionnant ainsi la médecine moderne et les applications thérapeutiques.
Source : https://pme.uchicago.edu/news/new-hydrogel-semiconductor-represents-breakthrough-tissue-interfaced-bioelectronics
