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元的生長和成熟的影響。通過化學氣相沉積制備了石墨烯薄膜，逐漸降低溫度從1070到650°C以改變晶格結構和相應的電導率。兩種具有不同電學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元：i）高度結晶和導電（在1070°C下生長）和ii）高度無序且導電性降低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元存活能力，以及發展了一種成熟，結構化和驚奇的網絡，無論其微觀結構和導電性如何。該研究結果表明，對于石墨烯基神經元界面，其本身高電導率并不是必須條件，而應考慮其他物理化學特征，包括原子結構功能性，生物友好性。這一發現拓寬了碳基材料在神經科學領域中的應用。
Figure 1. a）具有TLM幾何形狀的石墨烯FET的光學圖像。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）由兩個混合碳質相組成的石墨烯薄膜的TEM圖像，（c-d）多晶和單晶區域較高分辨的TEM圖。
Figure 3. a) G1070和 b) G790兩個樣品的AFM 圖。
Figure 4. 對神經元存活能力的研究。a）老鼠的原代皮層神經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）不同載體上細胞的SEM圖。
Figure 5. 生長在不同石墨基底上的原代神經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實驗室Andrea Capasso課題組于2020年發表在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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