石墨烯成医学检测工具其声学特性有助诊断肌萎缩侧索硬化症

2018-12-07 08:56

石墨烯是一种很神奇的材料，具有优异的光学、电学、力学特性，应用前景广阔。而美国伊利诺伊大学芝加哥分校的一项新研究，又赋予了这种材料一种新用途——检测肌萎缩侧索硬化症（ALS）。研究人员指出，石墨烯是一种很有用的检测工具，其声学特性能够帮助科学家开发新的神经退行性疾病诊断方法。相关研究发表在美国化学学会期刊《应用材料与界面》上。

石墨烯是由碳原子构成的二维材料，材料中结合原子的化学键会因弹性而产生共振，其振动波，即声子，可以非常精确地测量。当分子与石墨烯相互作用时，这种共振会以可量化的方式发生改变，其变化模式取决于分子的独特电子特性。通过测量由分子引起的石墨烯声子能量的变化，就可以确定该分子的电子特性。

正是基于这一原理，研究人员通过石墨烯声子能量的变化来检测ALS。在研究中，他们将来自ALS患者、多发性硬化症患者及没有神经退行性疾病的志愿者的脑脊液放置在石墨烯上，然后通过石墨烯声子振动特性变化情况进行脑脊液成分分析，进而识别脑脊液所属——是来自ALS患者，还是多发性硬化患者，抑或是没有神经退行性疾病的志愿者。研究人员称，由于目前还没有可靠的ALS实验室检测手段，所以这种客观的诊断测试可以帮助ALS患者尽早开始接受治疗，减缓病情。

论文作者之一、伊利诺伊大学芝加哥分校工程学院副教授维卡斯·贝里指出，石墨烯是一种“超级材料”，目前科学家对其声学特性的研究甚少。他们的研究表明，依仗其声学特性，石墨烯可以作为一种极其通用且准确的探测手段。