基于一维和二维纳米材料的神经界面构筑

doi:10.3866/PKU.WHXB202003050

物理化学学报 >> 2020, Vol. 36 >> Issue (12): 2003050.doi: 10.3866/PKU.WHXB202003050

所属专题：神经界面

基于一维和二维纳米材料的神经界面构筑

许可¹^,²^,³, 王晋芬¹^,²^,*()

¹ 中国科学院纳米科学卓越创新中心，国家纳米科学中心，北京 100190
² 中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室，国家纳米科学中心，北京 100190
³ 中国科学院大学，北京 100049

收稿日期:2020-03-21 录用日期:2020-04-23 发布日期:2020-04-29
通讯作者: 王晋芬 E-mail:wangjinfen@nanoctr.cn
作者简介:王晋芬，1984年出生。在西南大学化学化工学院获得学士和硕士学位，在中国科学院大学获得生物电子学博士学位。现在国家纳米科学中心担任助理研究员一职，主要从事柔性电子与神经界面的研究
基金资助:
国家自然科学基金(21790393);国家自然科学基金(61971150);中科院先导B项目(XDB32030100)

1D and 2D Nanomaterials-based Electronics for Neural Interfaces

Ke Xu¹^,²^,³, Jinfen Wang¹^,²^,*()

¹ CAS Center for Excellence in Nanoscience, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, P. R. China
² CAS Key Laboratory for Biomedical Effects of Nanomaterials and Nanosafety, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, P. R. China
³ University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, P. R. China

Received:2020-03-21 Accepted:2020-04-23 Published:2020-04-29
Contact: Jinfen Wang E-mail:wangjinfen@nanoctr.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21790393);the National Natural Science Foundation of China(61971150);Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences(XDB32030100)

摘要/Abstract

摘要：

神经电极是探索大脑神经电活动的重要工具，而神经元与电极之间的界面是制约神经电极性能的主要因素。一维和二维纳米材料由于具有独特的物理与化学性质，能够从表面形貌、机械性能、电学性能和生物相容性等方面改善神经界面，成为构筑神经电极的理想材料。本文主要以碳纳米管、硅纳米线和石墨烯等纳米材料为例，概述了一维和二维纳米材料在构筑神经电极方面的研究进展，以及它们在神经界面发挥的调控作用，并对未来神经电极的构筑及其界面研究的发展方向进行了展望。

关键词: 碳纳米管, 硅纳米线, 石墨烯, 神经电极, 电生理

Abstract:

Neural interfaces have contributed significantly to our understanding of brain functions as well as the development of neural prosthetics. An ideal neural interface should create a seamless and reliable link between the nervous system and external electronics for long periods of time. Implantable electronics that are capable of recording and stimulating neuronal activities have been widely applied for the study of neural circuits or the treatment of neurodegenerative diseases. However, the relatively large cross-sectional footprints of conventional electronics can cause acute tissue damage during implantation. In addition, the mechanical mismatch between conventional rigid electronics and soft brain tissue has been shown to induce chronic tissue inflammatory responses, leading to signal degradation during long-term studies. Thus, it is essential to develop new strategies to overcome these existing challenges and construct more stable neural interfaces. Owing to their unique physical and chemical properties, one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) nanomaterials constitute promising candidates for next-generation neural interfaces. In particular, novel electronics based on 1D and 2D nanomaterials, including carbon nanotubes (CNTs), silicon nanowires (SiNWs), and graphene (GR), have been demonstrated for neural interfaces with improved performance. This review discusses recent developments in neural interfaces enabled by 1D and 2D nanomaterials and their electronics. The ability of CNTs to promote neuronal growth and electrical activity has been proven, demonstrating the feasibility of using CNTs as conducting layers or as modifying layers for electronics. Owing to their good mechanical, electrical and biological properties, CNTs-based electronics have been demonstrated for neural recording and stimulation, neurotransmitter detection, and controlled drug release. Different from CNTs-based electronics, SiNWs-based field effect transistors (FETs) and microelectrode arrays have been successfully demonstrated for intracellular recording of action potentials through penetration into neural cells. Significantly, SiNWs FETs can detect neural activity at the level of individual axons and dendrites with a high signal-to-noise ratio. Their ability to record multiplexed intracellular signals renders SiNWs-based electronics superior to traditional intracellular recording techniques such as patch-clamp recording. Besides, SiNWs have been explored for optically controlled nongenetic neuromodulation due to their tunable electrical and optical properties. As the star of the 2D nanomaterials family, GR has been applied as biomimetic substrates for neural regeneration. Transparent GR-based electronics combining electrophysiological measurements, optogenetics, two-photon microscopy with multicellular calcium imaging have been applied for the construction of multimodal neural interfaces. Finally, we provide an overview of the challenges and future perspectives of nanomaterial-based neural interfaces.

Key words: Carbon nanotube, Silicon nanowire, Graphene, Neural interface, Electrophysiology

许可, 王晋芬. 基于一维和二维纳米材料的神经界面构筑[J]. 物理化学学报, 2020, 36(12), 2003050. doi: 10.3866/PKU.WHXB202003050

Ke Xu, Jinfen Wang. 1D and 2D Nanomaterials-based Electronics for Neural Interfaces[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2020, 36(12), 2003050. doi: 10.3866/PKU.WHXB202003050

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB202003050

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2020/V36/I12/2003050

图/表 6

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参考文献 116

1	Shanechi M. M. Nat. Neurosci. 2019, 22 (10), 1554. doi: 10.1038/s41593-019-0488-y
2	Hochberg L. R. ; Bacher D. ; Jarosiewicz B. ; Masse N. Y. ; Simeral J. D. ; Vogel J. ; Haddadin S. ; Liu J. ; Cash S. S. ; van der Smagt P. ; et al Nature 2012, 485 (7398), 372. doi: 10.1038/nature11076
3	Dai X. ; Hong G. ; Gao T. ; Lieber C. M. Acc. Chem. Res. 2018, 51 (2), 309. doi: 10.1021/acs.accounts.7b00547
4	Hong G. ; Viveros R. D. ; Zwang T. J. ; Yang X. ; Lieber C. M. Biochemistry 2018, 57 (27), 3995. doi: 10.1021/acs.biochem.8b00122
5	Guan S. ; Wang J. ; Gu X. ; Zhao Y. ; Hou R. ; Fan H. ; Zou L. ; Gao L. ; Du M. ; Li C. ; et al Sci. Adv. 2019, 5 (3), eaav2842. doi: 10.1126/sciadv.aav2842
6	Kozai T. D.Y. ; Langhals N. B. ; Patel P. R. ; Deng X. ; Zhang H. ; Smith K. L. ; Lahann J. ; Kotov N. A. ; Kipke D. R. Nat. Mater. 2012, 11 (12), 1065. doi: 10.1038/nmat3468
7	Jun J. J. ; Steinmetz N. A. ; Siegle J. H. ; Denman D. J. ; Bauza M. ; Barbarits B. ; Lee A. K. ; Anastassiou C. A. ; Andrei A. ; Aydin C. ; et al Nature 2017, 551 (7679), 232. doi: 10.1038/nature24636
8	Chen R. ; Canales A. ; Anikeeva P. Nat. Rev. Mater. 2017, 2 (2), 16093. doi: 10.1038/natrevmats.2016.93
9	Buzsáki G. Nat. Neurosci. 2004, 7 (5), 446. doi: 10.1038/nn1233
10	Zhang A. ; Zhao Y. ; You S. S. ; Lieber C. M. Nano Today 2020, 31, 100821. doi: 10.1016/j.nantod.2019.100821
11	Hong G. ; Fu T. M. ; Qiao M. ; Viveros R. D. ; Yang X. ; Zhou T. ; Lee J. M. ; Park H. G. ; Sanes J. R. ; Lieber C. M. Science 2018, 360 (6396), 1447. doi: 10.1126/science.aas9160
12	Gray C. M. ; Maldonado P. E. ; Wilson M. ; McNaughton B. J. Neurosci. Meth. 1995, 63, 43. doi: 10.1016/0165-0270(95)00085-2
13	Csicsvari J. ; Henze D. A. ; Jamieson B. ; Harris K. D. ; Siróta A. ; Barthó P. ; Wise K. D. ; Buzsáki G. J. Neurophysiol. 2003, 90 (2), 1314. doi: 10.1152/jn.00116.2003
14	Cody P. A. ; Eles J. R. ; Lagenaur C. F. ; Kozai T. D. Y. ; Cui X. T. Biomaterials 2018, 161, 117. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.01.025
15	Polikov V. S. ; Tresco P. A. ; Reichert W. M. J. Neurosci. Meth. 2005, 148 (1), 1. doi: 10.1016/j.jneumeth.2005.08.015
16	McConnell G. C. ; Rees H. D. ; Levey A. I. ; Gutekunst C. A. ; Gross R. E. ; Bellamkonda R. V. J. Neural Eng. 2009, 6 (5), 056003. doi: 10.1088/1741-2560/6/5/056003
17	Gimsa J. ; Habel B. ; Schreiber U. ; van Rienen U. ; Strauss U. ; Gimsa U. J. Neurosci. Meth. 2005, 142 (2), 251. doi: 10.1016/j.jneumeth.2004.09.001
18	Duan X. ; Fu T. M. ; Liu J. ; Lieber C. M. Nano Today 2013, 8 (4), 351. doi: 10.1016/j.nantod.2013.05.001
19	Usmani S. ; Aurand E. R. ; Medelin M. ; Fabbro A. ; Scaini D. ; Laishram J. ; Rosselli F. B. ; Ansuini A. ; Zoccolan D. ; Scarselli M. ; et al Sci. Adv. 2016, 2 (7), e1600087. doi: 10.1126/sciadv.1600087
20	Aurand E. R. ; Usmani S. ; Medelin M. ; Scaini D. ; Bosi S. ; Rosselli F. B. ; Donato S. ; Tromba G. ; Prato M. ; Ballerini L. Adv. Funct. Mater. 2018, 28 (12), 1700550. doi: 10.1002/adfm.201700550
21	Park S. Y. ; Park J. ; Sim S. H. ; Sung M. G. ; Kim K. S. ; Hong B. H. ; Hong S. Adv. Mater. 2011, 23 (36), H263. doi: 10.1002/adma.201101503
22	Li N. ; Zhang Q. ; Gao S. ; Song Q. ; Huang R. ; Wang L. ; Liu L. ; Dai J. ; Tang M. ; Cheng G. Sci. Rep. 2013, 3, 1604. doi: 10.1038/srep01604
23	Zhang A. ; Lieber C. M. Chem. Rev. 2016, 116 (1), 215. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00608
24	Aldinucci A. ; Turco A. ; Biagioli T. ; Toma F. M. ; Bani D. ; Guasti D. ; Manuelli C. ; Rizzetto L. ; Cavalieri D. ; Massacesi L. ; et al Nano Lett. 2013, 13 (12), 6098- 6105. doi: 10.1021/nl403396e
25	Guo Y. ; Jiang S. ; Grena B. J. B. ; Kimbrough I. F. ; Thompson E. G. ; Fink Y. ; Sontheimer H. ; Yoshinobu T. ; Jia X. ACS Nano 2017, 11 (7), 6574. doi: 10.1021/acsnano.6b07550
26	Bareket-Keren L. ; Hanein Y. Front. Neural Circuits 2012, 6, 122. doi: 10.3389/fncir.2012.00122
27	Mattson M. P. ; Haddon R. C. ; Rao A. M. J. Mol. Neurosci. 2000, 14 (3), 175. doi: 10.1385/jmn:14:3:175
28	Malarkey E. B. ; Fisher K. A. ; Bekyarova E. ; Liu W. ; Haddon R. C. ; Parpura V. Nano Lett. 2009, 9 (1), 264. doi: 10.1021/nl802855c
29	Krukiewicz K. ; Janas D. ; Vallejo-Giraldo C. ; Biggs M. J. P. Electrochim. Acta 2019, 295, 253. doi: 10.1016/j.electacta.2018.10.157
30	Mazzatenta A. ; Giugliano M. ; Campidelli S. ; Gambazzi L. ; Businaro L. ; Markram H. ; Prato M. ; Ballerini L. J. Neurosci. 2007, 27 (26), 6931. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1051-07.2007
31	Matsumoto K. ; Sato C. ; Naka Y. ; Kitazawa A. ; Whitby R. L. ; Shimizu N. J. Biosci. Bioeng. 2007, 103 (3), 216. doi: 10.1263/jbb.103.216
32	Visalli G. ; Curròa M. ; Iannazzo D. ; Pistone A. ; Ciarello M. P. ; Acri G. ; Testagrossa B. ; Bertuccio M. P. ; Squeri R. ; Pietro A. D. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2017, 56, 121. doi: 10.1016/j.etap.2017.09.005
33	Bussy C. ; Al-Jamal K. T. ; Boczkowski J. ; Lanone S. ; Prato M. ; Bianco A. ; Kostarelos K. ACS Nano 2015, 9 (8), 7815. doi: 10.1021/acsnano.5b02358
34	Bosi S. ; Rauti R. ; Laishram J. ; Turco A. ; Lonardoni D. ; Nieus T. ; Prato M. ; Scaini D. ; Ballerini L. Sci. Rep. 2015, 5, 9562. doi: 10.1038/srep09562
35	Cellot G. ; Cilia E. ; Cipollone S. ; Rancic V. ; Sucapane A. ; Giordani S. ; Gambazzi L. ; Markram H. ; Grandolfo M. ; Scaini D. ; et al Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (2), 126. doi: 10.1038/nnano.2008.374
36	Yoon I. ; Hamaguchi K. ; Borzenets I. V. ; Finkelstein G. ; Mooney R. ; Donald B. R. PLoS One 2013, 8 (6), e65715. doi: 10.1371/journal.pone.0065715
37	Su H. C. ; Lin C. M. ; Yen S. J. ; Chen Y. C. ; Chen C. H. ; Yeh S. R. ; Fang W. ; Chen H. ; Yao D. J. ; Chang Y. C. ; et al Biosens. Bioelectron. 2010, 26 (1), 220. doi: 10.1016/j.bios.2010.06.015
38	Zhang H. ; Patel P. R. ; Xie Z. ; Swanson S. D. ; Wang X. ; Kotov N. A. ACS Nano 2013, 7 (9), 7619. doi: 10.1021/nn402074y
39	David-Pur M. ; Bareket-Keren L. ; Beit-Yaakov G. ; Raz-Prag D. ; Hanein Y. Biomed. Microdevices 2014, 16 (1), 43. doi: 10.1007/s10544-013-9804-6
40	Eleftheriou C. G. ; Zimmermann J. B. ; Kjeldsen H. D. ; David-Pur M. ; Hanein Y. ; Sernagor E. Biomaterials 2017, 112, 108. doi: 10.1016/j.biomaterials.2016.10.018
41	Zhang J. ; Liu X. ; Xu W. ; Luo W. ; Li M. ; Chu F. ; Xu L. ; Cao A. ; Guan J. ; Tang S. ; et al Nano Lett. 2018, 18 (5), 2903. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b00087
42	Guo Y. ; Duan W. ; Ma C. ; Jiang C. ; Xie Y. ; Hao H. ; Wang R. ; Li L. Biomed. Eng. Online 2015, 14, 118. doi: 10.1186/s12938-015-0113-6
43	Harreither W. ; Trouillon R. ; Poulin P. ; Neri W. ; Ewing A. G. ; Safina G. Anal. Chem. 2013, 85 (15), 7447. doi: 10.1021/ac401399s
44	Keefer E. W. ; Botterman B. R. ; Romero M. I. ; Rossi A. F. ; Gross G. W. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (7), 434. doi: 10.1038/nnano.2008.2008.174
45	Suzuki I. ; Fukuda M. ; Shirakawa K. ; Jiko H. ; Gotoh M. Biosens. Bioelectron. 2013, 49, 270. doi: 10.1016/j.bios.2013.05.023
46	Fuchsberger K. ; Le Goff A. ; Gambazzi L. ; Toma F. M. ; Goldoni A. ; Giugliano M. ; Stelzle M. ; Prato M. Small 2011, 7 (4), 524. doi: 10.1002/smll.201001640
47	Lu Y. ; Li T. ; Zhao X. ; Li M. ; Cao Y. ; Yang H. ; Duan Y. Y. Biomaterials 2010, 31 (19), 5169. doi: 10.1016/j.biomaterials.2010.03.022
48	Chen S. ; Pei W. ; Gui Q. ; Tang R. ; Chen Y. ; Zhao S. ; Wang H. ; Chen H. Sens. Actuators A 2013, 193, 141. doi: 10.1016/j.sna.2013.01.033
49	Castagnola E. ; Maggiolini E. ; Ceseracciu L. ; Ciarpella F. ; Zucchini E. ; De Faveri S. ; Fadiga L. ; Ricci D. Front. Neurosci. 2016, 10, 151. doi: 10.3389/fnins.2016.00151
50	Luo X. ; Matranga C. ; Tan S. ; Alba N. ; Cui X. T. Biomaterials 2011, 32 (26), 6316. doi: 10.1016/j.biomaterials.2011.05.020
51	Castagnola E. ; Carli S. ; Vomero M. ; Scarpellini A. ; Prato M. ; Goshi N. ; Fadiga L. ; Kassegne S. ; Ricci D. Biointerphases 2017, 12 (3), 031002. doi: 10.1116/1.4993140
52	Park Y. S. ; Yoon S. Y. ; Park J. S. ; Lee J. S. NPG Asia Mater. 2016, 8 (3), e249. doi: 10.1038/am.2016.5
53	Qi S. ; Yi C. ; Ji S. ; Fong C. C. ; Yang M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1 (1), 30. doi: 10.1021/am800027d
54	Kim W. ; Ng J. K. ; Kunitake M. E. ; Conklin B. R. ; Yang P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (23), 7228. doi: 10.1021/ja071456k
55	Patolsky F. ; Timko B. P. ; Yu G. ; Fang Y. ; Greytak A. B. ; Zheng G. ; Lieber C. M. Science 2006, 313 (5790), 1100. doi: 10.1126/science.1128640
56	Tian B. ; Cohen-Karni T. ; Qing Q. ; Duan X. ; Xie P. ; Lieber C. M. Science 2010, 329 (5993), 830. doi: 10.1126/science.1192033
57	Qing Q. ; Jiang Z. ; Xu L. ; Gao R. ; Mai L. ; Lieber C. M. Nat. Nanotechnol. 2014, 9 (2), 142. doi: 10.1038/nnano.2013.273
58	Zhao Y. ; You S. S. ; Zhang A. ; Lee J. H. ; Huang J. ; Lieber C. M. Nat. Nanotechnol. 2019, 14 (8), 783. doi: 10.1038/s41565-019-0478-y
59	Duan X. ; Gao R. ; Xie P. ; Cohen-Karni T. ; Qing Q. ; Choe H. S. ; Tian B. ; Jiang X. ; Lieber C. M. Nat. Nanotechnol. 2011, 7 (3), 174. doi: 10.1038/nnano.2011.223
60	Tian B. ; Liu J. ; Dvir T. ; Jin L. ; Tsui J. H. ; Qing Q. ; Suo Z. ; Langer R. ; Kohane D. S. ; Lieber C. M. Nat. Mater. 2012, 11 (11), 986. doi: 10.1038/nmat3404
61	Dai X. ; Zhou W. ; Gao T. ; Liu J. ; Lieber C. M. Nat. Nanotechnol. 2016, 11 (9), 776. doi: 10.1038/nnano.2016.96
62	Qing Q. ; Pal S. K. ; Tian B. ; Duan X. ; Timko B. P. ; Cohen-Karni T. ; Murthy V. N. ; Lieber C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107 (5), 1882. doi: 10.1073/pnas.0914737107
63	Liu J. ; Fu T. M. ; Cheng Z. ; Hong G. ; Zhou T. ; Jin L. ; Duvvuri M. ; Jiang Z. ; Kruskal P. ; Xie C. ; et al Nat. Nanotechnol. 2015, 10 (7), 629. doi: 10.1038/nnano.2015.115
64	Xie C. ; Liu J. ; Fu T. M. ; Dai X. ; Zhou W. ; Lieber C. M. Nat. Mater. 2015, 14 (12), 1286. doi: 10.1038/nmat4427
65	Robinson J. T. ; Jorgolli M. ; Shalek A. K. ; Yoon M. H. ; Gertner R. S. ; Park H. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (3), 180. doi: 10.1038/nnano.2011.249
66	Liu R. ; Chen R. ; Youssef A. T. E. ; Lee S. H. ; Hinckley S. ; Khraiche M. L. ; Scott J. ; Pre D. ; Hwang Y. ; Tanaka A. ; et al Nano Lett. 2017, 17 (5), 2757. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b04752
67	Boyden E. S. ; Zhang F. ; Bamberg E. ; Nagel G. ; Deisseroth K. Nat. Neurosci. 2005, 8 (9), 1263. doi: 10.1038/nn1525
68	Deisseroth K. Nat. Methods 2011, 8 (1), 26. doi: 10.1038/nmeth.f.324
69	Hausser M. Nat. Methods 2014, 11 (10), 1012. doi: 10.1038/nmeth.3111
70	Jiang Y. ; Carvalho-de-Souza J. L. ; Wong R. C. S. ; Luo Z. ; Isheim D. ; Zuo X. ; Nicholls A. W. ; Jung I. W. ; Yue J. ; Liu D. J. ; et al Nat. Mater. 2016, 15 (9), 1023. doi: 10.1038/nmat4673
71	Parameswaran R. ; Carvalho-de-Souza J. L. ; Jiang Y. ; Burke M. J. ; Zimmerman J. F. ; Koehler K. ; Phillips A. W. ; Yi J. ; Adams E. J. ; Bezanilla F. ; et al Nat. Nanotechnol. 2018, 13 (3), 260. doi: 10.1038/s41565-017-0041-7
72	Jiang Y. ; Li X. ; Liu B. ; Yi J. ; Fang Y. ; Shi F. ; Gao X. ; Sudzilovsky E. ; Parameswaran R. ; Koehler K. ; et al Nat. Biomed. Eng. 2018, 2 (7), 508. doi: 10.1038/s41551-018-0230-1
73	Jiang Y. ; Parameswaran R. ; Li X. ; Carvalho-de-Souza J. L. ; Gao X. ; Meng L. ; Bezanilla F. ; Shepherd G. M. G. ; Tian B. Nat. Protoc. 2019, 14 (5), 1339. doi: 10.1038/s41596-019-0135-9
74	Reddy S. ; He L. ; Ramakrishana S. ; Luo H. Curr. Opin. Biomed. Eng. 2019, 10, 69. doi: 10.1016/j.cobme.2019.04.002
75	Guo W. ; Qiu J. ; Liu J. ; Liu H. Sci. Rep. 2017, 7 (1), 5678. doi: 10.1038/s41598-017-06051-z
76	Qian Y. ; Zhao X. ; Han Q. ; Chen W. ; Li H. ; Yuan W. Nat. Commun. 2018, 9 (1), 323. doi: 10.1038/s41467-017-02598-7
77	Wang K. ; Frewin C. L. ; Esrafilzadeh D. ; Yu C. ; Wang C. ; Pancrazio J. J. ; Romero-Ortega M. ; Jalili R. ; Wallace G. Adv. Mater. 2019, 31 (15), e1805867. doi: 10.1002/adma.201805867
78	Bourrier A. ; Shkorbatova P. ; Bonizzato M. ; Rey E. ; Barraud Q. ; Courtine G. ; Othmen R. ; Reita V. ; Bouchiat V. ; Delacour C. Adv. Healthc. Mater. 2019, 8 (18), e1801331. doi: 10.1002/adhm.201801331
79	Lu Y. ; Lyu H. ; Richardson A. G. ; Lucas T. H. ; Kuzum D. Sci. Rep. 2016, 6, 33526. doi: 10.1038/srep33526
80	Hébert C. ; Masvidal-Codina E. ; Suarez-Perez A. ; Calia A. B. ; Piret G. ; Garcia-Cortadella R. ; Illa X. ; Del Corro Garcia E. ; De la Cruz Sanchez J. M. ; Casals D. V. ; et al Adv. Funct. Mater. 2018, 28 (12), 1703976. doi: 10.1002/adfm.201703976
81	Masvidal-Codina E. ; Illa X. ; Dasilva M. ; Calia A. B. ; Dragojević T. ; Vidal-Rosas E. E. ; Prats-Alfonso E. ; Martínez-Aguilar J. ; De la Cruz J. M. ; Garcia-Cortadella R. ; et al Nat. Mater. 2019, 18 (3), 280. doi: 10.1038/s41563-018-0249-4
82	Du M. ; Xu X. ; Yang L. ; Guo Y. ; Guan S. ; Shi J. ; Wang J. ; Fang Y. Biosens. Bioelectron. 2018, 105, 109. doi: 10.1016/j.bios.2018.01.027
83	Shi E. ; Li H. ; Yang L. ; Hou J. ; Li Y. ; Li L. ; Cao A. ; Fang Y. Adv. Mater. 2015, 27 (4), 682. doi: 10.1002/adma.201403722
84	Yang L. ; Zhao Y. ; Xu W. ; Shi E. ; Wei W. ; Li X. ; Cao A. ; Cao Y. ; Fang Y. Nano Lett. 2017, 17 (1), 71. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b03356
85	Guan S. ; Wang J. ; Fang Y. Nano Today 2019, 26, 13. doi: 10.1016/j.nantod.2019.01.003
86	Park D. W. ; Brodnick S. K. ; Ness J. P. ; Atry F. ; Krugner-Higby L. ; Sandberg A. ; Mikael S. ; Richner T. J. ; Novello J. ; Kim H. ; et al Nat. Protoc. 2016, 11 (11), 2201. doi: 10.1038/nprot.2016.127
87	Park D. W. ; Schendel A. A. ; Mikael S. ; Brodnick S. K. ; Richner T. J. ; Ness J. P. ; Hayat M. R. ; Atry F. ; Frye S. T. ; Pashaie R. ; et al Nat. Commun. 2014, 5, 5258. doi: 10.1038/ncomms6258
88	Park D. W. ; Ness J. P. ; Brodnick S. K. ; Esquibel C. ; Novello J. ; Atry F. ; Baek D. H. ; Kim H. ; Bong J. ; Swanson K. I. ; et al ACS Nano 2018, 12 (1), 148. doi: 10.1021/acsnano.7b04321
89	Kuzum D. ; Takano H. ; Shim E. ; Reed J. C. ; Juul H. ; Richardson A. G. ; de Vries J. ; Bink H. ; Dichter M. A. ; Lucas T. H. ; et al Nat. Commun. 2014, 5, 5259. doi: 10.1038/ncomms6259
90	Thunemann M. ; Lu Y. ; Liu X. ; Kilic K. ; Desjardins M. ; Vandenberghe M. ; Sadegh S. ; Saisan P. A. ; Cheng Q. ; Weldy K. L. ; et al Nat. Commun. 2018, 9 (1), 2035. doi: 10.1038/s41467-018-04457-5
91	Jeong D. W. ; Kim G. H. ; Kim N. Y. ; Lee Z. ; Jung S. D. ; Lee J. O. RSC Adv. 2017, 7 (6), 3273. doi: 10.1039/c6ra26836f
92	Zhao S. ; Liu X. ; Xu Z. ; Ren H. ; Deng B. ; Tang M. ; Lu L. ; Fu X. ; Peng H. ; Liu Z. ; et al Nano Lett. 2016, 16 (12), 7731. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b03829
93	Kang M. ; Jung S. ; Zhang H. ; Kang T. ; Kang H. ; Yoo Y. ; Hong J. P. ; Ahn J. P. ; Kwak J. ; Jeon D. ; et al ACS Nano 2014, 8 (8), 8182. doi: 10.1021/nn5024522
94	Lu C. ; Park S. ; Richner T. J. ; Derry A. ; Brown I. ; Hou C. ; Rao S. ; Kang J. ; Moritz C. T. ; Fink Y. ; et al Sci. Adv. 2017, 3, e1600955. doi: 10.1126/sciadv.1600955
95	Li Y. ; Yang X. Y. ; Feng Y. ; Yuan Z. Y. ; Su B. L. Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2012, 37 (1), 1. doi: 10.1080/10408436.2011.606512
96	Tybrandt K. ; Khodagholy D. ; Dielacher B. ; Stauffer F. ; Renz A. F. ; Buzsáki G. ; Vörös J. Adv. Mater. 2018, 30 (15), e1706520. doi: 10.1002/adma.201706520
97	Tang J. ; Qin N. ; Chong Y. ; Diao Y. ; Yiliguma ; Wang Z. ; Xue T. ; Jiang M. ; Zhang J. ; Zheng G. Nat. Commun. 2018, 9 (1), 786. doi: 10.1038/s41467-018-03212-0
98	Ciofani G. ; Danti S. ; D'Alessandro D. ; Ricotti L. ; Moscato S. ; Bertoni G. ; Falqui A. ; Berrettini S. ; Petrini M. ; Mattoli V. ; et al ACS Nano 2010, 4 (10), 6267. doi: 10.1021/nn101985a
99	Wang G. ; Hou C. ; Long H. ; Yang L. ; Wang Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2019, 35 (12), 1319.
	王根旺; 侯超剑; 龙昊天; 杨立军; 王扬. 物理化学学报, 2019, 35 (12), 1319. doi: 10.3866/PKU.WHXB201903010
100	Chen W. ; Ouyang J. ; Yi X. ; Xu Y. ; Niu C. ; Zhang W. ; Wang L. ; Sheng J. ; Deng L. ; Liu Y. N. ; et al Adv. Mater. 2018, 30 (3), e1703458. doi: 10.1002/adma.201703458
101	Kim Y. P. ; Lee G. S. ; Kim J. W. ; Kim M. S. ; Ahn H. S. ; Lim J. Y. ; Kim H. W. ; Son Y. J. ; Knowles J. C. ; Hyun J. K. J. Tissue Eng. Regener. Med. 2015, 9 (3), 236. doi: 10.1002/term.1626
102	Qian Y. ; Yuan W. E. ; Cheng Y. ; Yang Y. ; Qu X. ; Fan C. Nano Lett. 2019, 19 (12), 8990. doi: 10.1021/acs.nanolett.9b03980
103	Liu X. ; Miller A. L., Ⅱ ; Park S. ; George M. N. ; Waletzki B. E. ; Xu H. ; Terzic A. ; Lu L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11 (26), 23558. doi: 10.1021/acsami.9b04121
104	Xu B. ; Zhu M. ; Zhang W. ; Zhen X. ; Pei Z. ; Xue Q. ; Zhi C. ; Shi P. Adv. Mater. 2016, 28, 3333. doi: 10.1002/adma.201504657
105	Driscoll N. ; Richardson A. G. ; Maleski K. ; Anasori B. ; Adewole O. ; Lelyukh P. ; Escobedo L. ; Cullen D. K. ; Lucas T. H. ; Gogotsi Y. ; et al ACS Nano 2018, 12 (10), 10419. doi: 10.1021/acsnano.8b06014
106	Fattahi P. ; Yang G. ; Kim G. ; Abidian M. R. Adv. Mater. 2014, 26 (12), 1846. doi: 10.1002/adma.201304496
107	Pampaloni N. P. ; Lottner M. ; Giugliano M. ; Matruglio A. ; D'Amico F. ; Prato M. ; Garrido J. A. ; Ballerini L. ; Scaini D. Nat. Nanotechnol. 2018, 13 (8), 755. doi: 10.1038/s41565-018-0163-6
108	Li N. ; Zhang X. ; Song Q. ; Su R. ; Zhang Q. ; Kong T. ; Liu L. ; Jin G. ; Tang M. ; Cheng G. Biomaterials 2011, 32 (35), 9374. doi: 10.1016/j.biomaterials.2011.08.065
109	Liu H. ; Haider B. ; Fried H. R. ; Ju J. ; Bolonduro O. ; Raghuram V. ; Timko B. P. Nano Res. 2018, 11 (10), 5372. doi: 10.1007/s12274-018-2189-3
110	Yang H. ; Liu C. ; Yang D. ; Zhang H. ; Xi Z. J. Appl. Toxicol. 2009, 29 (1), 69. doi: 10.1002/jat.1385
111	Pulskamp K. ; Diabaté S. ; Krug H. F. Toxicol. Lett. 2007, 168 (1), 58. doi: 10.1016/j.toxlet.2006.11.001
112	Rauti R. ; Musto M. ; Bosi S. ; Prato M. ; Ballerini L. Carbon 2019, 143, 430. doi: 10.1016/j.carbon.2018.11.026
113	Hu X. ; Wei Z. ; Mu L. Carbon 2017, 117, 182. doi: 10.1016/j.carbon.2017.02.092
114	Tian T. ; Lü M. ; Tian Y. ; Sun Y. ; Li X. ; Fan C. ; Huang Q. Chin. Sci. Bull. 2014, 59, 1927.
	田甜; 吕敏; 田旸; 孙艳红; 李晓霞; 樊春海; 黄庆. 科学通报, 2014, 59, 1927. doi: 10.1360/N972014-00091
115	Jiang, Z. Y. The Biosensing Applications of Silicon-based Nanomaterials and Cytotoxicity Assessment of Silicon Nanowires. M. S. Dissertation, Soochow University, Soochow, 2012.
	姜自云.硅基纳米材料的生物传感应用和硅纳米线的毒性评价[D].苏州:苏州大学, 2012.
116	Bolotsky A. ; Butler D. ; Dong C. ; Gerace K. ; Glavin N. R. ; Muratore C. ; Robinson J. A. ; Ebrahimi A. ACS Nano 2019, 13 (9), 9781. doi: 10.1021/acsnano.9b03632

[1]	徐涵煜, 宋雪旦, 张青, 于畅, 邱介山. 理论研究Cu@C₂N催化剂表面上水分子对电催化CO₂还原反应机理的影响[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2303040 - .
[2]	吕浩亮, 王雪杰, 杨宇, 刘涛, 张留洋. 还原氧化石墨烯包覆MOF衍生In₂Se₃用于钠离子电池负极[J]. 物理化学学报, 2023, 39(3): 2210014 -0 .
[3]	王正慜, 洪庆玲, 王晓慧, 黄昊, 陈煜, 李淑妮. 氮掺杂石墨烯气凝胶锚定RuP纳米粒子用于水合肼氧化辅助产氢[J]. 物理化学学报, 2023, 39(12): 2303028 - .
[4]	廖珺豪, 赵一萱, 胡兆宁, 补赛玉, 陆琪, 尚明鹏, 贾开诚, 裘晓辉, 谢芹, 林立, 刘忠范. 光刻胶辅助的石墨烯晶圆无损转移[J]. 物理化学学报, 2023, 39(10): 2306038 - .
[5]	亓月, 孙禄钊, 刘忠范. 超级蒙烯材料：石墨烯家族的新成员[J]. 物理化学学报, 2023, 39(10): 2307028 - .
[6]	杨嘉炜, 郑春阳, 庞亚会, 纪仲阳, 李雨芮, 胡嘉仪, 朱江瑞, 陆琪, 林立, 刘忠范, 胡清梅, 关宝璐, 尹建波. 耦合蝶形天线的石墨烯室温太赫兹探测器[J]. 物理化学学报, 2023, 39(10): 2307012 - .
[7]	高振飞, 宋清泉, 肖志华, 李兆龙, 李涛, 罗家俊, 王珊珊, 周万立, 李兰英, 于俊荣, 张锦. 亚微米尺寸、高结晶度石墨烯增强间位芳纶纤维力学性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(10): 2307046 - .
[8]	刘若娟, 刘冰之, 孙靖宇, 刘忠范. 气相助剂辅助绝缘衬底上石墨烯生长：现状与展望[J]. 物理化学学报, 2023, 39(1): 2111011 -0 .
[9]	贺文娅, 程虎虎, 曲良体. 烯碳纤维基能源器件的研究进展[J]. 物理化学学报, 2022, 38(9): 2203004 - .
[10]	刘汉卿, 周锋, 师晓宇, 史全, 吴忠帅. 石墨烯基纤维储能器件的研究进展与展望[J]. 物理化学学报, 2022, 38(9): 2204017 - .
[11]	何文倩, 邸亚, 姜南, 刘遵峰, 陈永胜. 石墨烯诱导水凝胶成核的高强韧人造蛛丝[J]. 物理化学学报, 2022, 38(9): 2204059 - .
[12]	夏洲, 邵元龙. 湿法纺制石墨烯纤维：工艺、结构、性能与智能应用[J]. 物理化学学报, 2022, 38(9): 2103046 - .
[13]	吴昆杰, 张永毅, 勇振中, 李清文. 碳纳米管纤维的连续制备及高性能化[J]. 物理化学学报, 2022, 38(9): 2106034 - .
[14]	张则尧, 姚艺希, 李彦. FeCo/MgO催化生长体相单壁碳纳米管的直径调控[J]. 物理化学学报, 2022, 38(8): 2101055 - .
[15]	彭景淞, 程群峰. 仿鲍鱼壳石墨烯多功能纳米复合材料[J]. 物理化学学报, 2022, 38(5): 2005006 - .

基于一维和二维纳米材料的神经界面构筑

1D and 2D Nanomaterials-based Electronics for Neural Interfaces

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