一個由義大利德里雅斯特大學(Università degli Studi di Triest)與英國劍橋大學所組成的團隊最近成功的證明石墨烯能跟腦細胞或神經細胞媒合，同時保持這些重要細胞功能的完整性。這意味著未來我們可能可以利用石墨烯製作植入人類腦部或與神經連結的電極，提供截肢、癱瘓病患或運動功能障礙者（例如癲癇與帕金森氏症）可靠的官能性輔助。
在此之前，其它的研究團隊已經證明腦細胞可以用改質的石墨烯媒合。然而，這樣的作法卻有一個問題有待解決，那就是擷取到的神經電流訊號的訊噪比(signal to noise ratio, s/n)太差，因此應用價值有限。科學家很早以前就知道，由於石墨烯非常敏感，所以無論是用什麼方法改質過的石墨烯，其性質都會大幅改變，不可能如未改質前的那麼完美，因此如何能直接使用未改質的石墨烯就成了許多應用領域裡的重要課題。一個典型的例子是石墨烯透明導電薄膜。單層石墨烯的片電阻(sheet resistance)通常高達數千歐姆，若要達到有應用價值的低電阻，要嘛犧牲透光率增加層數，要嘛透過參雜(doping)這種改質以提高載子濃度。然而經過參雜後的石墨烯其載子遷移率(carrier mobility)卻也會急遽遞減，因而大幅犧牲高頻訊號的性能，而高頻應用卻是石墨烯最常被拿來吹噓的強項之一。因此，這一次是首次成功的利用未改質的石墨烯與腦細胞媒合，意謂著微弱的神經電流訊號可以更有效的被石墨烯電極擷取。
此外，侵入式的植入電極除了經常會引起生物相容性的疑慮外，神經細胞也可能因為電極的侵入與干擾而改變細胞的正常功能。研究人員在石墨烯電極與腦細胞媒合後立即測試了腦細胞的功能，發現腦細胞依然功能完整：他們可以成功的利用石墨烯電極偵側大腦的活動。這也是首次利用未改質石墨烯針對腦細胞突觸(synaptic)活性的功能性研究。相關的研究被發表在2016年1月26日出刊的ACS Nano期刊上。
責任編輯：莊鎮宇
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Alessandra Fabbro, et al., ACS Nano 10, 615(2016)
DOI: 10.1021/acsnano.5b05647
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