El MXene exhibe un excelente mecanismo de conductividad dual ion-electrónica y se ha convertido en un candidato prometedor para electrodos de interfaz biológica. Sin embargo, los átomos de Ti expuestos en la capa de MXene son propensos a oxidarse en el aire, lo que provoca una degradación severa y dificulta su aplicación en el campo de los materiales bioelectrónicos.
El 16 de febrero de 2025, la revista Advanced Functional Materials informó que los investigadores han preparado una nueva película MXene (rGM) protegida poróxido de grafeno reducido (rGO), que posee una alta capacidad de transferencia de carga y se mantiene estable en el aire. La capa protectora de rGO protege eficazmente la capa conductora MXene de la oxidación atmosférica, mejorando así significativamente su estabilidad. Tras 40 días de exposición al aire (25 °C, 40 % de humedad relativa), el aumento de la resistencia de la membrana de la película de rGM (135,9 ± 2,3 Ω/cuadrado - 312,6 ± 4,5 Ω/cuadrado) en comparación con la película de MXene puro (145,0 ± 2,3 Ω/cuadrado - 2152,8 ± 6,8 Ω/cuadrado) es prácticamente insignificante.

La película de MXene está protegida por rGO sintetizado mediante reducción in situ de ácido L-ascórbico. Ambos se unen mediante enlaces Ti-OC, lo que previene eficazmente la oxidación por aire. En la interfaz de la heterojunción se forma un campo eléctrico integrado (BIEF), que provoca cambios en la estructura electrónica superficial y genera un flujo electrónico de alta densidad, lo que promueve la transferencia de carga y la difusión de iones. Por lo tanto, reduce eficazmente la impedancia en la interfaz electrodo-tejido biológico, promueve la aplicación de rGM como electrodo de película delgada para la interfaz biológica y permite la adquisición de señales neuronales con alta precisión.

Además, la película de rGM (aproximadamente 60 nm) se adhiere firmemente a la superficie de la piel y su ultrafino la hace muy fácil de usar. Gracias a su ultrafino y su estabilidad al aire, la película de rGM puede detectar con precisión las señales electrocardiográficas de fibrilación ventricular y normal antes y después de la estimulación, lo que la hace ideal como electrodo avanzado para desfibriladores externos automáticos (DEA) en el tratamiento de emergencias por paro cardíaco. Un control de calidad continuo, fiable y eficaz es crucial para el tratamiento de emergencias.

Este nuevo tipo de película compuesta rGO MXene no solo demuestra el potencial de MXene en materiales bioelectrónicos, sino que también proporciona nuevas ideas y soluciones para la investigación y el desarrollo de futuros dispositivos médicos portátiles, dispositivos médicos de emergencia y biosensores.

Nombre de la literatura: Electrodo de película delgada con biointerfaz MXene estable al aire

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