Des chercheurs en ingénierie de l'Université de Hong Kong développent des transistors souples 3D capables d'accueillir des cellules vivantes
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Le groupe de recherche WISE (Wearable, Intelligent, Soft Electronics) de l'Université de Hong Kong (HKU-WISE) s'est attaqué à un défi de longue date en bioélectronique : le développement de transistors souples 3D. Ces travaux novateurs introduisent une nouvelle approche de la conception de dispositifs semi-conducteurs, offrant un potentiel transformateur pour la bioélectronique. Ils ont fait l'objet d'un article de couverture dans la prestigieuse revue Science .
Dirigée par le professeur Shiming Zhang du département de génie électrique et électronique de la faculté d'ingénierie, l'équipe de recherche comprenait des chercheurs seniors ayant rejoint HKU-WISE en provenance de l'université de Cambridge et de l'université de Chicago, ainsi que des doctorants et des étudiants de premier cycle de HKU — une communauté de recherche internationale, inclusive et dynamique.
Les transistors traditionnels à base de silicium, fondement de l'électronique moderne, sont rigides et bidimensionnels, ce qui rend leur intégration aux systèmes vivants souples et tridimensionnels complexe. Le professeur Zhang et son équipe ont exploré une idée fondamentalement différente : concevoir des transistors souples et tridimensionnels pour imiter à la fois le comportement et la structure des neurones du cerveau humain.
Après cinq années de recherche, l'équipe a mis au point les premiers transistors 3D souples au monde, grâce à un type particulier de semi-conducteurs : les semi-conducteurs hydrogels. Contrairement aux semi-conducteurs conventionnels, ces semi-conducteurs hydrogels sont souples, biocompatibles et synthétisés dans l'eau par un processus d'auto-assemblage 3D. Ils possèdent des propriétés similaires à celles des tissus et présentent une épaisseur record (supérieure au millimètre), ce qui leur permet d'accueillir des cellules vivantes.
Cette percée dans la recherche marque un bond en avant dans la fusion de l'électronique et de la biologie, ouvrant des possibilités passionnantes pour l'avenir de la bioélectronique et au-delà, et pouvant potentiellement faire progresser la recherche de pointe en électronique biohybride, en neurosciences, en technologies de la santé et en recherche médicale.
Le professeur Shiming Zhang a déclaré : « Ce n’est que le début d’une nouvelle ère pour la bioélectronique. Grâce à une optimisation plus poussée, ces biopuces 3D gélatineuses pourraient révolutionner la santé, l’éducation et même la vie quotidienne. Nous attendons avec intérêt la mise en place de cadres réglementaires qui encadreront le développement de ces technologies novatrices à usage médical. »
Ces recherches ont été financées par une bourse de recherche collaborative pour jeunes chercheurs (YCRG) du RGC, attribuée au professeur Shiming Zhang.