本發(fā)明涉及光電材料，尤其涉及一種范德華碲納米材料在作為近紅外ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、神經(jīng)調(diào)控是調(diào)節(jié)大腦功能和治療腦部疾病的有效方法。已報(bào)道各種形式的神經(jīng)調(diào)控主要包括電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等方法。其中，最為人熟知的電刺激已應(yīng)用于帕金森病的深部腦電刺激和情緒調(diào)節(jié)的經(jīng)顱磁刺激。然而，發(fā)展用于單個(gè)神經(jīng)元的電刺激收到許多因素的阻礙，如侵入性笨重的電極缺乏空間特異性，可能損傷組織，無法瞄準(zhǔn)單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。光神經(jīng)調(diào)控具有巨大潛力，能對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行遠(yuǎn)程刺激，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)組織的調(diào)節(jié)和治療。光遺傳學(xué)神經(jīng)刺激結(jié)合了光學(xué)和基因技術(shù)，提供了對(duì)神經(jīng)細(xì)胞和腦組織的細(xì)胞特異性精確控制。這種技術(shù)主要利用可見光(400～700nm)進(jìn)行激發(fā)。光遺傳學(xué)已經(jīng)在細(xì)胞水平上革新了神經(jīng)回路的研究。然而，大多數(shù)成熟的神經(jīng)細(xì)胞缺乏光感受器，需要植入光遺傳蛋白(如chr2或nphr)才能進(jìn)行調(diào)控，限制了其進(jìn)一步的發(fā)展應(yīng)用。

2、光電納米材料具有將光轉(zhuǎn)化為電能并誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位?；谶@些納米材料的獨(dú)特光電轉(zhuǎn)換方式，光調(diào)控分為四種類型：p-n結(jié)光伏效應(yīng)、光譜選擇性上轉(zhuǎn)換、光熱效應(yīng)和光聲效應(yīng)。利用同軸硅納米線或有機(jī)半導(dǎo)體的p-n結(jié)光伏效應(yīng)進(jìn)行光神經(jīng)調(diào)控，目前主要利用的時(shí)可見光(532nm)，由于半導(dǎo)體帶隙的限制，神經(jīng)調(diào)控最大的光波長(zhǎng)只能達(dá)1.1微米。納米顆粒利用光譜選擇性上轉(zhuǎn)換效應(yīng)將近紅外(800～980nm)光轉(zhuǎn)換為可見光并進(jìn)一步刺激神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。此外，金納米棒、介孔硅、聚-苯并噻二唑-交替-乙烯納米顆粒等將近紅外1.06微米光轉(zhuǎn)化成熱量，誘導(dǎo)神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位。光聲效應(yīng)同樣被發(fā)現(xiàn)在納米顆粒中，但是神經(jīng)調(diào)控中光刺激的波長(zhǎng)被限制在1.03微米之內(nèi)。因此，目前光神經(jīng)調(diào)控的光波長(zhǎng)尚未達(dá)到具有更深組織穿透性的近紅外ⅱa(1.3～1.4微米)波段。如何開發(fā)新的納米材料實(shí)現(xiàn)近紅外-ⅱa光神經(jīng)調(diào)控是需要解決的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種范德華碲納米材料在作為近紅外ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用。所述范德華碲納米材料的光神經(jīng)調(diào)控具有很寬的譜段(從可見光到近紅外光)，波段能達(dá)到近紅外ⅱa(1.3～1.4μm)波段，在近紅外ⅱa的1.31μm光照射下，能夠成功地誘導(dǎo)小鼠皮層神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種范德華碲納米材料在作為近紅外ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用，所述范德華碲納米材料的制備方法，包括以下步驟：

4、以碲化硒為原料，在襯底的表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積后，調(diào)節(jié)所述襯底的溫度至200～400℃，得到所述范德華碲納米材料；

5、所述化學(xué)氣相沉積在通氮?dú)獾臈l件下進(jìn)行。

6、優(yōu)選的，所述襯底包括硅襯底、玻璃襯底、云母襯底或藍(lán)寶石襯底；

7、所述襯底的厚度為500nm～500μm。

8、優(yōu)選的，所述通氮?dú)獾倪^程中，氮?dú)獾牧髁繛?0～80sccm。

9、優(yōu)選的，所述化學(xué)氣相沉積在加熱的條件下進(jìn)行；

10、所述加熱的溫度為550～700℃，保溫時(shí)間為20～60min。

11、優(yōu)選的，所述范德華碲納米材料的長(zhǎng)度為0.95～12.92μm，厚度<200nm。

12、本發(fā)明提供了一種范德華碲納米材料在作為近紅外ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用，所述范德華碲納米材料的制備方法，包括以下步驟：以碲化硒為原料，在襯底的表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積后，調(diào)節(jié)所述襯底的溫度至200～400℃，得到所述范德華碲納米材料；所述化學(xué)氣相沉積在通氮?dú)獾臈l件下進(jìn)行。利用所述制備方法制備得到的范德華碲納米材料是直接帶隙半導(dǎo)體，帶隙約為0.34ev，對(duì)可見光到近紅外波段光有高達(dá)104cm-1的吸收系數(shù)，在637nm、940nm和1.31μm照射下能產(chǎn)生大電流，實(shí)現(xiàn)寬譜段神經(jīng)調(diào)控。

技術(shù)特征：

1.一種范德華碲納米材料在作為近紅外ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用，其特征在于，所述范德華碲納米材料的制備方法，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述襯底包括硅襯底、玻璃襯底、云母襯底或藍(lán)寶石襯底；

3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述通氮?dú)獾倪^程中，氮?dú)獾牧髁繛?0～80sccm。

4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積在加熱的條件下進(jìn)行；

5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于，所述范德華碲納米材料的長(zhǎng)度為0.95～12.92μm，厚度<200nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光電材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種范德華碲納米材料在作為近紅外Ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種范德華碲納米材料在作為近紅外Ⅱa光神經(jīng)調(diào)控材料中的應(yīng)用，所述范德華碲納米材料的制備方法，包括以下步驟：以碲化硒為原料，在襯底的表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積后，調(diào)節(jié)所述襯底的溫度至200～400℃，得到所述范德華碲納米材料；所述化學(xué)氣相沉積在通氮?dú)獾臈l件下進(jìn)行。所述范德華碲納米材料的光神經(jīng)調(diào)控具有很寬的譜段(從可見光到近紅外光)，波段能達(dá)到近紅外Ⅱa(1.3～1.4μm)波段，在近紅外Ⅱa的1.31μm光照射下，能夠成功地誘導(dǎo)小鼠皮層神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。

技術(shù)研發(fā)人員：王振,胡偉達(dá),王鵬,趙天歌,余羿葉,王芳,姚碧霂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30