محققان دانشگاه هاروارد و مرکز ملی علوم و فناوری نانو (NCNST) در چین نشان داده‌اند که می‌توان ارتباطات سطحی بسیار قوی میان گرافن با ضخامت اتمی و سلول‌های قلبی تپنده ایجاد نمود.
استفاده از گرافن در الکترونیک زیستی
گرافن می‌تواند به‌خوبی با سلول‌های زنده تماس سطحی برقرار کند. این کشف بدین معناست که می‌توان در آینده از این ماده در کاربردهای مربوط به الکترونیک زیستی بهره برد. شاید حتی گرافن به کمرنگ کردن مرز میان ابزارهای الکترونیکی و سامانه‌های زیستی کمک کند.
گرافن که از زمان اکتشافش در سال ۲۰۰۴ به نام «ماده شگفتی» معروف شده است، به لطف ویژگی‌های منحصر به فرد فیزیکی و مکانیکی‌اش، واحد ساختمانی بسیار خوبی برای ابزارهای نانوالکترونیکی به شمار می‌رود. از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا و استحکام بسیار زیاد آن اشاره کرد. با این حال دانشمندان اطلاعات بسیار کمی درباره نحوه برهمکنش این ماده با سلول‌ها و بافت‌های زیستی دارند.
حال کارلس لیبر و همکارانش در دانشگاه هاروارد و مرکز ملی علوم و فناوری نانو (NCNST) در چین نشان داده‌اند که می‌توان ارتباطات سطحی بسیار قوی میان گرافن با ضخامت اتمی و سلول‌های قلبی تپنده ایجاد نمود. آنها همچنین ثابت کرده‌اند که می‌توان ترانزیستورهای نشر زمینه نانوسیمی سیلیکونی (SiNW-FETs) تک‌بعدی و ترانزیستورهای نشر زمینه (FET) گرافنی دوبعدی را به خوبی به صورت پهلو به پهلو باهم ادغام نموده و ارتباط سطحی خوبی میان ترکیب حاصل و سلول‌های زنده برقرار کرد.
آنها برای به دست آوردن این نتایج، در دو مرحله متوالی تراشه‌های چندتایی از گرافن-SiNW-FET/FET ساختند. ابتدا از طریق لایه لایه کردن گرافن، فلس‌های تک‌لایه از گرافن را روی بستری از سیلیکون اکسیدشده منتقل نمودند. سپس با استفاده از لیتوگرافی تابش الکترونی، اتصالات ورودی/خروجی را بر روی این بستر ایجاد نمودند. در نهایت نانوسیم‌های سیلیکونی نوع p را از محلول نزدیک به ابزار گرافن-FET رسوب داده و دوباره با استفاده از لیتوگرافی، SiWN-FETها را ساختند.
لیبر و همکارانش توانستند با موفقیت تماس سطحی میان هر دو ابزار ساخته شده را با سلول‌های تپنده قلبی جنین جوجه برقرار نمایند. این سلول‌ها روی ورقه نازکی از پلیمر کشت داده شده و در سروم فیزیولوژیک غوطه‌ور بودند. این محققان توانستند سیگنال‌های الکتریکی ناشی از این سلول‌ها را ثبت نمایند که نشان می‌دهد سلول‌ها هنگام ایجاد تماس سطحی با FETها، دست نخورده و سالم باقی می‌مانند.
لیبر می‌گوید: «هر دو نانوماده فرصت‌های منحصر به فردی ایجاد کرده و امکان به‌کارگیری ویژگی‌های کلیدی و تنظیم‌پذیر نانومواد را در ساختن سطوح تماس زیست‌الکترونیکی پیچیده و چندکارکردی ایجاد می‌کنند؛ این ویژگی‌ها بسیار فراتر از قابلیت‌های قطعات الکترونیکی ساخته شده‌ی موجود هستند. یکی از کاربردهای روشن در این حوزه ایجاد ترکیب ماهیچه/ابزار است که دارای ورودی و خروجی می‌باشد».
همچنین شاید بتوان از این سطوح تماس نانوسیم سیلیکونی و گرافن با سلول‌ها، در ایجاد آرایه‌های بررسی دارو و تحقیقات زیست‌پزشکی بهره برد. لیبر می‌افزاید: «در نهایت با ایجاد ساختارهای کوچک‌تر خواهیم توانست مرز میان ابزارهای الکترونیکی و سامانه‌های زنده را کمرنگ نماییم».
