O MXene apresenta excelente mecanismo de condutividade dupla íon-elétron e tornou-se um material candidato promissor para eletrodos de interface biológica. No entanto, os átomos de Ti expostos na camada de MXene são propensos à oxidação no ar, levando à degradação severa e dificultando sua aplicação na área de materiais bioeletrônicos.
Em 16 de fevereiro de 2025, o periódico Advanced Functional Materials relatou que pesquisadores prepararam um novo filme MXene (rGM) protegido poróxido de grafeno reduzido (rGO), que possui alta capacidade de transferência de carga e pode permanecer estável no ar. A camada protetora rGO protege efetivamente a camada condutora MXene da oxidação do ar, melhorando significativamente a estabilidade ao ar. Após 40 dias de exposição ao ar (25 °C, 40% de umidade relativa), o aumento na resistência da membrana do filme rGM (135,9 ± 2,3 Ω/quadrado - 312,6 ± 4,5 Ω/quadrado) em comparação com o filme MXene puro (145,0 ± 2,3 Ω/quadrado - 2152,8 ± 6,8 Ω/quadrado) é quase insignificante.

O filme de MXene é protegido por rGO sintetizado pela redução in situ do ácido L-ascórbico, e os dois se unem formando ligações Ti-OC, prevenindo eficazmente a oxidação pelo ar. Um campo elétrico incorporado (BIEF) é formado na interface da heterojunção, causando alterações na estrutura eletrônica da superfície e gerando um fluxo de elétrons de alta densidade, promovendo a transferência de carga e a difusão de íons. Portanto, reduz efetivamente a impedância na interface eletrodo/tecido biológico, promove a aplicação de rGM como um eletrodo de filme fino de interface biológica e permite a aquisição de sinais neurais de alta precisão.

Além disso, o filme rGM (aproximadamente 60 nm) adere firmemente à superfície da pele e suas propriedades ultrafinas o tornam altamente usável. Combinando características ultrafinas e estabilidade ao ar, o filme rGM pode detectar com precisão sinais de eletrocardiograma de fibrilação ventricular normal e ventricular antes e depois da estimulação, tornando-o muito adequado para aplicação como um eletrodo avançado de desfibrilador externo automático (DEA) para tratamento de parada cardíaca de emergência. A garantia de qualidade contínua, confiável e eficaz é crucial para o tratamento de emergência.

Este novo tipo de filme composto rGO MXene não apenas demonstra o potencial do MXene em materiais bioeletrônicos, mas também fornece novas ideias e soluções para a pesquisa e o desenvolvimento de futuros dispositivos médicos vestíveis, dispositivos médicos de emergência e biossensores.

Nome da literatura: Um eletrodo de filme fino de biointerface MXene estável ao ar

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