在這項工作中，研究了不同特性的石墨烯薄膜對原代皮層神經(jīng)元的生長和成熟的影響。通過化學(xué)氣相沉積制備了石墨烯薄膜，逐漸降低溫度從1070到650°C以改變晶格結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的電導(dǎo)率。兩種具有不同電學(xué)性能的石墨烯基薄膜被選擇，并作為基底用于生長原代皮層神經(jīng)元：i）高度結(jié)晶和導(dǎo)電（在1070°C下生長）和ii）高度無序且導(dǎo)電性降低140倍（在790°C下生長）。電子和熒光顯微鏡成像表明，兩者基底上都顯示出極佳的神經(jīng)元存活能力，以及發(fā)展了一種成熟，結(jié)構(gòu)化和驚奇的網(wǎng)絡(luò)，無論其微觀結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性如何。該研究結(jié)果表明，對于石墨烯基神經(jīng)元界面，其本身高電導(dǎo)率并不是必須條件，而應(yīng)考慮其他物理化學(xué)特征，包括原子結(jié)構(gòu)功能性，生物友好性。這一發(fā)現(xiàn)拓寬了碳基材料在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
Figure 1. a）具有TLM幾何形狀的石墨烯FET的光學(xué)圖像。b）不同背柵電壓時的輸出曲線，c）相同裝置在不同通道長度時的轉(zhuǎn)移曲線。
Figure 2. 790°C下生長石墨烯的TEM表征。a-b）由兩個混合碳質(zhì)相組成的石墨烯薄膜的TEM圖像，（c-d）多晶和單晶區(qū)域較高分辨的TEM圖。
Figure 3. a) G1070和 b) G790兩個樣品的AFM 圖。
Figure 4. 對神經(jīng)元存活能力的研究。a）老鼠的原代皮層神經(jīng)元在不同載體上生長14天，b）通過計算定量評估其存活能力，c）不同載體上細(xì)胞的SEM圖。
Figure 5. 生長在不同石墨基底上的原代神經(jīng)元的被動和主動特性。
該研究工作由國際伊比利亞納米技術(shù)實驗室Andrea Capasso課題組于2020年發(fā)表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：Interactions between Primary Neurons and Graphene Films with Different Structure and Electrical Conductivity。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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