![]() |
Поиск | Личный кабинет | Авторизация |
Моделирование взаимодействия света и органического полупроводникового вживляемого материала
Аннотация:
Современные устройства возбуждения нервных тканей, использующие металлические электроды, требуют проводного подключения и инвазивных хирургических процедур, что ограничивает их биосовместимость, долговечность и локальность возбуждения. Альтернативным подходом для таких устройств являются оптоэлектронные технологии, в которых свет используется для беспроводного, локального и минимально инвазивного управления активностью нервных клеток. Органические фоточувствительные материалы способны преобразовывать свет в электрические сигналы, взаимодействуя с клеточными оболочками, что делает их перспективными при создании новых методов возбуждения. В настоящей статье рассматриваются органические фотоконденсаторы, которые накапливают заряд, образующийся под действием света, и передают его клеткам через емкостную связь. В отличие от традиционных фотоэлектродов они не вызывают побочных электрохимических реакций и обеспечивают более мягкое и контролируемое возбуждение. Это позволяет воздействовать на отдельные клетки с высокой точностью, а также делает технологию биосовместимой, гибкой и пригодной для протезирования нервных тканей. Дополнитель ным преимуществом является работа устройств при низкой интенсивности света, что снижает риск теплового повреждения тканей. Примером органического фотоконденсатора являются многослойные органические устройства на основе таких материалов, как не содержащий металлов фталоцианин (Н2Рс; р-тип) и N,N+-диметилперилен-3,4:9,10-тетракарбоновый диимид (ПТКДИ; n-тип). Данные материалы являются перспективными для создания высокоэффективных оптоэлектронных устройств, используемых при возбуждении центральной и периферической нервных систем. Уникальные свойства этих материалов, такие как высокая светопоглощательная способность, гибкость и возможность тонкопленочного производства, делают их привлекательными для приложений в современной электронике и фотонике. На рис. 1 представлен принцип работы органического оптоэлектронного полупроводника при беспроводном хроническом возбуждении культуры нервных клеток. Одним из подходов в современных устройствах для возбуждения нервных тканей является беспроводное возбуждение, при котором органические фоточувствительные материалы преобразуют свет в электрические сигналы. Органические фотоконденсаторы накапливают заряд и передают его клеткам посредством емкостной связи, снижая побочные электрохимические эффекты. В ходе численного моделирования было исследовано поведение органического полупроводника из фталоцианина и пери-лентетракарбонового диимида под воздействием падающего света с длиной волны 625 нм. Основное внимание было уделено процессам поглощения фотонов, генерации экситонов, их разделения на свободные носители заряда, а также распределению электрического потенциала и переносу зарядов.
Авторы:
Романова А.Н.
Издание:
Медицинская техника
Год издания: 2025
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2025.-N 3.-С.12-16. Библ. 15 назв.
Просмотров: 1