वीवो न्यूरल रिकॉर्डिंग में टीआई3सी2 एमकेने माइक्रोइलेक्ट्रोड एरे का निर्माण
Summary
हम यहां टीआई3सी2 एमकेने माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी बनाने और वीवो न्यूरल रिकॉर्डिंग में उनका उपयोग करने के लिए एक विधि का वर्णन करते हैं।
Abstract
प्रत्यारोपण योग्य माइक्रोइलेक्ट्रोड प्रौद्योगिकियों का व्यापक रूप से मस्तिष्क रोग और चोट के तंत्रिका आधार की गहरी समझ हासिल करने के लिए माइक्रोस्केल पर तंत्रिका गतिशीलता को स्पष्ट करने के लिए उपयोग किया गया है। चूंकि इलेक्ट्रोड को व्यक्तिगत कोशिकाओं के पैमाने पर छोटा किया जाता है, इसलिए इंटरफ़ेस बाधा में इसी वृद्धि दर्ज संकेतों की गुणवत्ता को सीमित करती है। इसके अतिरिक्त, पारंपरिक इलेक्ट्रोड सामग्री कड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोड और आसपास के मस्तिष्क के ऊतकों के बीच एक महत्वपूर्ण यांत्रिक बेमेल होता है, जो एक भड़काऊ प्रतिक्रिया को प्रकाश में लेता है जो अंततः डिवाइस प्रदर्शन के क्षरण की ओर जाता है। इन चुनौतियों से निपटने के लिए, हमने टीआई3सी2 एमकेन के आधार पर लचीला माइक्रोइलेक्ट्रोड बनाने की एक प्रक्रिया विकसित की है, जो हाल ही में खोजी गई नैनोमटेरियल है जिसमें उल्लेखनीय उच्च मात्रा की क्षमता, विद्युत चालकता, सतह कार्यक्षमता और जलीय फैलाव में प्रक्रियाशीलता है। टीआई3सी2 एमकेन माइक्रोइलेक्ट्रोड के लचीले सरणी में टीआई 3 सी2 एमएक्सनेफिल्मों के उच्च चालकता और उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र के कारण उल्लेखनीय रूप से कम बाधा है, और वे न्यूरोनल गतिविधि रिकॉर्ड करने के लिए उत्कृष्ट रूप से संवेदनशील साबित हुए हैं। इस प्रोटोकॉल में, हम लचीले पॉलीमेरिक सब्सट्रेट्स पर माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी में माइक्रोपैटर्निंग टीआई3सी2 एमकेन के लिए एक उपन्यास विधि का वर्णन करते हैं और वीवो माइक्रो-इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी रिकॉर्डिंग में उनके उपयोग की रूपरेखा तैयार करते हैं। इस विधि को बायोइलेक्ट्रॉनिक्स में अन्य अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला के लिए मनमाने आकार या ज्यामिति के MXene इलेक्ट्रोड सरणी बनाने के लिए आसानी से बढ़ाया जा सकता है और इसे टीआई3सी2 एमज़ेन के अलावा अन्य चालक स्याही के साथ उपयोग के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है। यह प्रोटोकॉल समाधान-आधारित चालविक स्याही से माइक्रोइलेक्ट्रोड के सरल और स्केलेबल निर्माण को सक्षम बनाता है, और विशेष रूप से हाइड्रोफिलिक टीआई3सी2 एमकेने के अद्वितीय गुणों का उपयोग करने की अनुमति देता है जो कई बाधाओं को दूर करने के लिए लंबे समय से उच्च निष्ठा तंत्रिका माइक्रोइलेक्ट्रोड के लिए कार्बन आधारित नैनोमैटेरियल्स को व्यापक रूप से अपनाने में रुकावट डालते हैं।
Introduction
तंत्रिका सर्किट अंतर्निहित मौलिक तंत्र को समझना, और उनकी गतिशीलता रोग या चोट में कैसे बदल जाती है, न्यूरोलॉजिकल और न्यूरोमस्कुलर विकारों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रभावी चिकित्सा विज्ञान विकसित करने के लिए एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है। माइक्रोइलेक्ट्रोड प्रौद्योगिकियों का व्यापक रूप से ठीक स्थानिक और लौकिक तराजू पर तंत्रिका गतिशीलता को स्पष्ट करने के लिए उपयोग किया गया है। हालांकि, माइक्रोस्केल इलेक्ट्रोड से उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) के साथ स्थिर रिकॉर्डिंग प्राप्त करना विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है। चूंकि इलेक्ट्रोड के आयाम सेलुलर पैमाने पर दृष्टिकोण करने के लिए कम हो जाते हैं, इसलिए इलेक्ट्रोड बाधा में वृद्धि संकेत गुणवत्ता1को कम करती है। इसके अतिरिक्त, कई अध्ययनों से पता चला है कि पारंपरिक सिलिकॉन और धातु इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के शामिल कठोर इलेक्ट्रोड तंत्रिका ऊतक में महत्वपूर्ण क्षति और सूजन पैदा करते हैं, जो दीर्घकालिक रिकॉर्डिंग2,3,4,5के लिए उनकी उपयोगिता को सीमित करता है। इन तथ्यों को देखते हुए, नई सामग्रियों के साथ माइक्रोइलेक्ट्रोड विकसित करने में महत्वपूर्ण रुचि रही है जो इलेक्ट्रोड-ऊतक इंटरफेस बाधा को कम कर सकती है और इसे नरम और लचीले रूप कारकों में शामिल किया जा सकता है।
इलेक्ट्रोड-टिश्यू इंटरफ़ेस बाधा को कम करने के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली एक विधि उस क्षेत्र को बढ़ा रही है जिस पर एक्स्सेल्युलर तरल पदार्थ में आयनिक प्रजातियां इलेक्ट्रोड, या इलेक्ट्रोड के “प्रभावी सतह क्षेत्र” के साथ बातचीत कर सकती हैं। इसे नैनोपैटर्निंग6, सतह खुरदरा7या असुरक्षित योजक8,9के साथ इलेक्ट्रोप्लेटिंग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है । नैनोमैटेरियल्स ने इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण ध्यान दिया है क्योंकि वे आंतरिक रूप से उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्रों और अनुकूल विद्युत और यांत्रिक गुणों10के अद्वितीय संयोजन प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग इलेक्ट्रोड बाधा11,12,13को काफी कम करने के लिए कोटिंग के रूप में किया गया है, ग्राफीन ऑक्साइड को नरम, लचीला मुक्त-खड़े जांच इलेक्ट्रोड14में संसाधित किया गया है, और लेजर-पायरोलिज़्ड असुरक्षित ग्राफीन का उपयोग लचीला, कम-इम्प्रेस्डेंस माइक्रो-इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी (माइक्रो-ईसीओजी) इलेक्ट्रोड15के लिए किया गया है। उनके वादे के बावजूद, स्केलेबल असेंबली विधियों की कमी ने तंत्रिका इंटरफेसिंग इलेक्ट्रोड के लिए नैनोमैटेरियल्स के व्यापक गोद लेने को सीमित कर दिया है। विशेष रूप से कार्बन आधारित नैनोमैटेरियल्स आमतौर पर हाइड्रोफोबिक होते हैं, और इस प्रकार समाधान-प्रसंस्करण निर्माण विधियों के लिए जलीय फैलाव बनाने के लिए16,सुपरएसिड17,या सतह कार्यात्मकता18 के उपयोग की आवश्यकता होती है, जबकि निर्माण के वैकल्पिक तरीकों, जैसे रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी), आमतौर पर उच्च तापमान की आवश्यकता होती है जो कई पॉलीमेरिक सब्सट्रेट्स19,20,21 ,22.
हाल ही में, दो आयामी (2डी) नैनोमैटेरियल्स का एक वर्ग, जिसे एमएक्सनेस के नाम से जाना जाता है, का वर्णन किया गया है जो उच्च चालकता, लचीलापन, वॉल्यूमेट्रिक क्षमता और अंतर्निहित हाइड्रोफिलिसिटी का एक असाधारण संयोजन प्रदान करता है, जिससे उन्हें न्यूरल इंटरफेसिंग इलेक्ट्रोड23के लिए नैनोमैटेरियल्स का एक आशाजनक वर्ग बनाता है। MXenes 2D संक्रमण धातु कार्बाइड और नाइटराइड का एक परिवार है जो सबसे अधिक चुनिंदा स्तरित अग्रदूत से एक तत्व नक़्क़ाशी द्वारा उत्पादित कर रहे हैं । ये आम तौर पर सामान्य सूत्र एमएन + 1एक्सएनके साथ अधिकतम चरण होते हैं, जहां एम एक प्रारंभिक संक्रमण धातु है, ए आवधिक तालिका का एक समूह 12−16 तत्व है, एक्स कार्बन और/या नाइट्रोजन है, और एन = 1, 2, या 324। दो आयामी MXene गुच्छे में सतह-टर्मिनिंग कार्यात्मक समूह होते हैं जिनमें हाइड्रोक्सिल (−ओह), ऑक्सीजन (−ओ) या फ्लोरीन (−एफ) शामिल हो सकते हैं। ये कार्यात्मक समूह MXenes स्वाभाविक हाइड्रोफिलिक बनाते हैं और लचीला सतह संशोधन या कार्यात्मककरण सक्षम करते हैं। एमक्सेंस के बड़े वर्ग में से, टीआई3सी2 का सबसे बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है और25,26,27की विशेषता है। Ti3C2 उल्लेखनीय उच्च मात्रा क्षमता (१,५०० एफ/सेमी3)सक्रिय ग्राफीन से28 से पता चलता है (~ 60−100 एफ/सेमी3)29,कार्बाइड-व्युत्पन्न कार्बन (१८० एफ/सेमी3)30,और ग्राफीन जेल फिल्में (~ २६० एफ/सेमी3)31। इसके अलावा, टीआई3सी2 अत्यंत उच्च इलेक्ट्रॉनिक चालकता (~ 10,000 एस/सेमी)32दिखाता है, और इसकी जैव अनुकूलता कई अध्ययनों में प्रदर्शित की गई है33,34,35,36। टीआई3सी2 फिल्मों की उच्च मात्रा क्षमता जैविक संवेदन और उत्तेजना अनुप्रयोगों के लिए लाभप्रद है, क्योंकि कैपेसिटिव चार्ज हस्तांतरण का प्रदर्शन करने वाले इलेक्ट्रोड संभावित हानिकारक हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से बच सकते हैं।
हमारे समूह ने हाल ही में लचीला, पतली फिल्म Ti3सी2 माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी का प्रदर्शन किया है, जो समाधान प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करके तैयार किया गया है, जो उच्च एसएनआर36के साथ वीवो में माइक्रो-इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी (माइक्रो-ईसीओजी) और इंट्राकॉर्टिकल न्यूरोनल स्पाइकिंग गतिविधि दोनों को रिकॉर्ड करने में सक्षम हैं। इन MXene इलेक्ट्रोड आकार मिलान सोने (Au) इलेक्ट्रोड, जो MXene की उच्च चालकता और इलेक्ट्रोड के उच्च सतह क्षेत्र के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है की तुलना में काफी कम बाधा दिखाया । इस प्रोटोकॉल में, हम लचीले पैरालीन-सी सब्सट्रेट्स पर टीआई3सी2 एमकेने के प्लानर माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी बनाने के लिए महत्वपूर्ण चरणों का वर्णन करते हैं और इंट्राऑपरेटिव माइक्रो-ईकोजी रिकॉर्डिंग के लिए वीवो में उनका उपयोग करते हैं। यह विधि एमज़ेन की हाइड्रोफिलिक प्रकृति का लाभ लेती है, जो स्थिर जलीय निलंबन प्राप्त करने के लिए सर्फेक्टेंट या सुपरएसिड के उपयोग की आवश्यकता नहीं होने के दौरान सरल और स्केलेबल समाधान प्रसंस्करण विधियों का उपयोग संभव बनाती है। प्रक्रिया की यह आसानी औद्योगिक तराजू पर MXene बायोसेंसर के लागत प्रभावी उत्पादन को सक्षम कर सकती है, जो अन्य कार्बन नैनोमैटेरियल्स के आधार पर उपकरणों को व्यापक रूप से अपनाने के लिए एक प्रमुख सीमा रही है। इलेक्ट्रोड फैब्रिकेशन में प्रमुख नवाचार स्पिन-कोटिंग के बाद एमएक्सई को माइक्रोपैटर्न करने के लिए एक बलि पॉलीमेरिक परत के उपयोग में निहित है, जो समाधान-प्रसंस्कृत पाली (3,4-एथिलेनिडोक्सिथिओफेन) :poly (styrene सल्फोनेट) (PEDOT: PSS) माइक्रोइलेक्ट्रोड37पर साहित्य से अनुकूलित एक विधि है, लेकिन जिसे पहले एमकेन पैटर्निंग के लिए वर्णित नहीं किया गया था। टीआई3सी2के असाधारण विद्युत गुण, इसकी प्रक्रिया और 2 डी आकृति विज्ञान के साथ मिलकर इसे तंत्रिका इंटरफेस के लिए एक बहुत ही आशाजनक सामग्री बनाते हैं। विशेष रूप से, टीआई3सी2 इलेक्ट्रोड ज्यामितीय क्षेत्र और इलेक्ट्रोकेमिकल इंटरफेस बाधा, माइक्रो-स्केल इलेक्ट्रोड प्रदर्शन के लिए एक प्राथमिक सीमित कारक के बीच मौलिक व्यापार-बंद पर काबू पाने की दिशा में एक मार्ग प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, इस प्रोटोकॉल में वर्णित निर्माण प्रक्रिया को विभिन्न रिकॉर्डिंग प्रतिमानों के लिए अलग-अलग आकार ों और ज्यामिति के एमज़ेन इलेक्ट्रोड सरणी का उत्पादन करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, और एमज़ेन के अलावा अन्य चालक स्याही को शामिल करने के लिए आसानी से अनुकूलित किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल (एचएफ/एचसीएल/एलसीएल) में वर्णित एमज़ेन संश्लेषण और delamination प्रक्रिया का निर्माण हल्के नक़्क़ाशी दृष्टिकोण से किया गया था जिसने एक LiF/HCl (सीटू एचएफ में) etchant मध्यम26को नियोजित किया था । हल?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (अनुदान नं) ने समर्थन दिया । R21-NS106434), मिर्गी में अनुसंधान के लिए नागरिक ों उड़ान पुरस्कार लेने, Mirowski परिवार फाउंडेशन और नील और बारबरा स्मिट (F.V.); नेशनल साइंस फाउंडेशन ग्रेजुएट रिसर्च फैलोशिप प्रोग्राम (ग्रांट नं. DGE-1845298 से एन.डी. और बी.एम.; सेना अनुसंधान कार्यालय (सहकारी समझौता संख्या W911NF-18-2-0026 से केएम); और एजवुड केमिकल बायोलॉजिकल सेंटर (पीई 0601102ए प्रोजेक्ट VR9 से वाईजी और केएम) में भूतल विज्ञान पहल कार्यक्रम के माध्यम से अमेरिकी सेना द्वारा। यह काम सिंह सेंटर फॉर नैनोटेक्नोलॉजी में भाग में किया गया था, जिसे नेशनल साइंस फाउंडेशन नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी समन्वित इंफ्रास्ट्रक्चर प्रोग्राम (एनएनएससीआई-1542153) द्वारा समर्थित किया जाता है।
Materials
| 00-90 screw | McMaster-Carr | 90910A630 | Skull screw around which ground wire is wrapped |
| 128ch stimulation/recording controller | Intan Technologies | A component of the neural recording system. | |
| 175 mL polypropylene (PP) conical centrifuge tubes | Falcon | REF: 352076 | Used for washing |
| 18 position 0.5 mm pitch ZIF connector | Molex | 505110-1892 | Used to interface the flexible Parylene microelectrode array with the PCB adapter board. |
| 18 position dual row male nano-miniature (.025"/.64mm) connector | Omnetics Connector Corporation | A79008-001 | Used to interface the PCB adapter board to the recording headstage. |
| 3ML Disposable Plastic Set Transfer Graduated Pipettes | Rienar | Rienar-3ML-20PCS | Used for transferring etchant or MXene solutions |
| 50 mL polyproylene (PP) concial centrifuge tube | Falcon | REF: 352070 | Used for washing and size selection |
| Al etchant Type A | Transene | 060-0026000-QT | For removing Al etch mask layer after final Parylene-C etch. |
| Aluminum Powder, -325 Mesh, 99.5% (metals basis), particle size < 44 µm | Alfa Aesar | CAS: 7429-90-5 | Used for MAX synthesis |
| AutoCAD software | Autodesk Inc. | Design software for drawing photomasks. Free alternatives include DraftSight and LayoutEditor. | |
| Buffered Oxide Etchant 6:1 | JT Baker | 1178-03 | For removing SiO2 layer to expose MXene electrode contacts at the end of the fabrication procedure. |
| Buprenorphine SR | Wildlife Pharmaceuticals | Analgesia for rat surgery | |
| Centrifuge | Hermle | Benchmark Z 446 | Used for washing and size selection |
| Dexdomitor | Midwest Veterinary Supply | 193.13250.3 | Anesthesia for rat surgery |
| Drill burr | Fine Science Tools | 19007-07 | Burrs for drill |
| Electric drill | Foredom | K.1070 | Micromotor drill for craniotomies |
| Electron beam evaporator | Kurt J. Lesker Company | Used to evaporate Ti, Au, and SiO2 during fabrication. Most university clean rooms have this or a similar tool. | |
| Ground wire | A-M Systems | 781500 | Bare silver wire |
| Headspace Vial, glass | Supelco | REF: 27298 | Used for storing MXene solutions |
| Hydrochloric acid (12.1N) | Fisher Scientific | CAS: 7647-01-0 | Corrosive; etchant material |
| Hydrofluoric Acid, (48-51% solution in H2O) | Acros | CAS: 7664-39-3 | Etchant material |
| Jupiter II RIE system | March Plasma Systems Inc. | Planar RIE etching system used to etch the Parylene-C using O2 plasma. Most university clean rooms have a comparable planar RIE etching system. | |
| Kapton standard polyimide tape, 1/4" | DuPont | Used to add thickness to the Au bonding pad region of the flexible Parylene microelectrode array for insertion into the ZIF connector. | |
| Ketamine | Hospital of the Univ. of Penn. | Anesthesia for rat surgery | |
| KLA P-7 Stylus Profilometer | KLA Corporation | Used the measure 2D profiles to confirm complete etching through the sacrificial parylene-C layer in step 2.4.2. Most university clean rooms have this or a comparable stylus profilometer tool. | |
| Lithium chloride, 99% for analysis, anhydrous | Acros | CAS: 7447-41-8 | Hygroscopic; delamination material |
| MA6 mask aligner | Karl Suss Microtec AG | Used to align each photomask to the pattern on the wafer and expose the wafer to UV light. Most university clean rooms have this or a similar tool. | |
| Micro-90 cleaning solution | International Products Corporation | M-9050-12 | Used as the anti-adhesive layer to enable removal of the sacrificial Parylene-C layer to pattern the MXene |
| NR71-3000p photoresist | Futurrex Inc. | NR71-3000p | Negative photoresist used to define Ti/Au traces and MXene patterns in the devices. |
| Ophthalmic ointment | Midwest Veterinary Supply | 193.63200.3 | To prevent corneal drying during surgery |
| Parylene deposition system | Specialty Coating Systems | Used to evaporate thin conformal films of Parylene-C | |
| Parylene-C dimer | Specialty Coating Systems | 980130-c-01lbe | Flexible polymer used as bottom and top passivating layers for the flexible MXene devices |
| Photomasks (chrome on soda lime glass) | University of Pennsylvania | Our photomasks were produced in the University clean room using a Heidelberg DWL66+ laser writer system, however several vendors manufacture photomasks from provided design files. | |
| Povidone-iodine solution | Medline | MDS093901 | To help prevent infection around scalp incision |
| Printed Circuit Board (PCB) | Advanced Circuits | Used to interface between the MXene electrode array and the measurement electronics such as the potentiostat and the Intan recording system. Advanced Circuits and other vendors manufacture and assemble PCBs based on the provided design files. | |
| RD6 Developer | Futurrex Inc. | RD6 Developer | Used to develop NR71-3000p negative photoresist following UV exposure |
| Reference 600 potentiostat | Gamry Instruments | Used to measure the electrodes' impedance to assess quality of the devices | |
| Remover PG | MicroChem Corp. | G050200 | Used to remove NR71-3000p following metal deposition to perform lift-off patterning |
| RHS2000 Stim SPI interface cable | Intan Technologies | A component of the neural recording system. | |
| RHS2116 amplifier board | Intan Technologies | A component of the neural recording system. | |
| Si wafers | Wafer World | 2885 | Substrate for fabrication |
| Spin Coater | Cost Effective Equipment | For coating wafers with resists and applying the Micro-90 and MXene layers. Most university clean rooms have spin coaters. | |
| Stereotaxic frame | Kopf Instruments | Model 902 | For positioning the rat for neurosurgery |
| Teflon-coated magnetic stir bar | Corning | REF: 1233W95 | Used to stir during etching and intercalation |
| Titanium carbide, 99.5% (metals basis), particle size ~2 µm | Alfa Aesar | CAS: 12070-08-5 | Used for MAX synthesis |
| Titanium powder, -325 mesh, 99% (metals basis), particle size < 44µm | Alfa Aesar | CAS: 7440-32-6 | Used for MAX synthesis |
| Ultrasonic bath sonicator | Reynolds Tech | For removing metal and photoresist particles during lift-off processes to pattern metals. | |
| UV vis spectrophotometer | ThermoScientific | Evolution 201 | Used to determine concentration and observe absorption peak |
| Zetasizer, Particle Size Analysis | Malvern Panalytical | Nano ZS | Used to determine particle lateral size distibution |
References
- Ludwig, K. A., et al. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) polymer coatings facilitate smaller neural recording electrodes. Journal of Neural Engineering. 8 (1), 014001 (2011).
- Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes. Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).
- Lecomte, A., Descamps, E., Bergaud, C. A review on mechanical considerations for chronically-implanted neural probes. Journal of Neural Engineering. 15 (3), 031001 (2017).
- Castagnola, E., et al. Smaller, softer, lower-impedance electrodes for human neuroprosthesis: a pragmatic approach. Frontiers in Neuroengineering. 7, 8 (2014).
- Nguyen, J. K., et al. Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response. Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056014 (2014).
- Boehler, C., Stieglitz, T., Asplund, M. Nanostructured platinum grass enables superior impedance reduction for neural microelectrodes. Biomaterials. 67, 346-353 (2015).
- Petrossians, A., Whalen, J. J., Weiland, J. D., Mansfeld, F. Surface modification of neural stimulating/recording electrodes with high surface area platinum-iridium alloy coatings. 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 3001-3004 (2011).
- Meyer, R. D., Cogan, S. F., Nguyen, T. H., Rauh, R. D. Electrodeposited iridium oxide for neural stimulation and recording electrodes. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 9 (1), 2-11 (2001).
- Ferguson, J. E., Boldt, C., Redish, A. D. Creating low-impedance tetrodes by electroplating with additives. Sensors and Actuators A: Physical. 156 (2), 388-393 (2009).
- Kotov, N. A., et al. Nanomaterials for Neural Interfaces. Advanced Materials. 21 (40), 3970-4004 (2009).
- Keefer, E. W., Botterman, B. R., Romero, M. I., Rossi, A. F., Gross, G. W. Carbon nanotube coating improves neuronal recordings. Nature Nanotechnology. 3 (7), 434-439 (2008).
- Lu, Y., et al. Electrodeposited polypyrrole/carbon nanotubes composite films electrodes for neural interfaces. Biomaterials. 31 (19), 5169-5181 (2010).
- Green, R. A., Williams, C. M., Lovell, N. H., Poole-Warren, L. A. Novel neural interface for implant electrodes: improving electroactivity of polypyrrole through MWNT incorporation. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 19 (4), 1625-1629 (2008).
- Apollo, N. V., et al. Flexible Freestanding Neural Stimulation and Recording Electrodes Fabricated from Reduced Graphene Oxide. Advanced Functional Materials. 25 (23), 3551-3559 (2015).
- Lu, Y., Lyu, H., Richardson, A. G., Lucas, T. H., Kuzum, D. Flexible Neural Electrode Array Based-on Porous Graphene for Cortical Microstimulation and Sensing. Scientific Reports. 6 (1), 33526 (2016).
- Matarredona, O., et al. Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solutions of the Anionic Surfactant NaDDBS. The Journal of Physical Chemistry B. 107 (48), 13357-13367 (2003).
- Ramesh, S., et al. Dissolution of Pristine Single Walled Carbon Nanotubes in Superacids by Direct Protonation. The Journal of Physical Chemistry B. 108 (26), 8794-8798 (2004).
- Kim, S. W., et al. Surface modifications for the effective dispersion of carbon nanotubes in solvents and polymers. Carbon. 50 (1), 3-33 (2012).
- Wang, M., et al. Nanotechnology and Nanomaterials for Improving Neural Interfaces. Advanced Functional Materials. 28 (12), 1700905 (2017).
- Wang, K., Fishman, H. A., Dai, H., Harris, J. S. Neural Stimulation with a Carbon Nanotube Microelectrode Array. Nano Letters. 6 (9), 2043-2048 (2006).
- Ansaldo, A., Castagnola, E., Maggiolini, E., Fadiga, L., Ricci, D. Superior Electrochemical Performance of Carbon Nanotubes Directly Grown on Sharp Microelectrodes. ACS Nano. 5 (3), 2206-2214 (2011).
- Nimbalkar, S., et al. Ultra-Capacitive Carbon Neural Probe Allows Simultaneous Long-Term Electrical Stimulations and High-Resolution Neurotransmitter Detection. Scientific Reports. 8, 6958 (2018).
- Anasori, B., Lukatskaya, M., Gogotsi, Y. 2D metal carbides and nitrides (MXenes) for energy storage. Nature Reviews Materials. 2, 16098 (2017).
- Anasori, B., Gogotsi, Y. . 2D Metal Carbides and Nitrides (MXenes): Structure, Properties and Applications. , (2019).
- Naguib, M., et al. Two-Dimensional Nanocrystals Produced by Exfoliation of Ti3AlC2. Advanced Materials. 23 (37), 4248-4253 (2011).
- Alhabeb, M., et al. Guidelines for Synthesis and Processing of Two-Dimensional Titanium Carbide (Ti3C2Tx MXene). Chemistry of Materials. 29 (18), 7633-7644 (2017).
- Ghidiu, M., Lukatskaya, M. R., Zhao, M. Q., Gogotsi, Y., Barsoum, M. W. Conductive two-dimensional titanium carbide ‘clay’ with high volumetric capacitance. Nature. 516 (7529), 78-81 (2014).
- Lukatskaya, M. R., et al. Ultra-high-rate pseudocapacitive energy storage in two-dimensional transition metal carbides. Nature Energy. 2, 17105 (2017).
- Zhu, Y., et al. Carbon-Based Supercapacitors Produced by Activation of Graphene. Science. 332 (6037), 1537-1541 (2011).
- Heon, M., et al. Continuous carbide-derived carbon films with high volumetric capacitance. Energy & Environmental Science. 4 (1), 135-138 (2011).
- Yang, X., Cheng, C., Wang, Y., Qiu, L., Li, D. Liquid-mediated dense integration of graphene materials for compact capacitive energy storage. Science. 341 (6145), 534-537 (2013).
- Zhang, C. J., et al. Transparent, Flexible, and Conductive 2D Titanium Carbide (MXene) Films with High Volumetric Capacitance. Advanced Materials. 29 (36), 1702678 (2017).
- Han, X., et al. 2D Ultrathin MXene-Based Drug-Delivery Nanoplatform for Synergistic Photothermal Ablation and Chemotherapy of Cancer. Advanced Healthcare Materials. 7 (9), 1701394 (2018).
- Dai, C., et al. Biocompatible 2D Titanium Carbide (MXenes) Composite Nanosheets for pH-Responsive MRI-Guided Tumor Hyperthermia. Chemistry of Materials. 29 (20), 8637-8652 (2017).
- Xu, B., et al. Ultrathin MXene-Micropattern-Based Field-Effect Transistor for Probing Neural Activity. Advanced Materials. 28 (17), 3333-3339 (2016).
- Driscoll, N., et al. Two-Dimensional Ti3C2 MXene for High-Resolution Neural Interfaces. ACS Nano. 12 (10), 10419-10429 (2018).
- Sessolo, M., et al. Easy-to-Fabricate Conducting Polymer Microelectrode Arrays. Advanced Materials. 25 (15), 2135-2139 (2013).
- Shuck, C. E., et al. Effect of Ti3AlC2 MAX Phase on Structure and Properties of Resultant Ti3C2Tx MXene. ACS Applied Nano Materials. 2 (6), 3368-3376 (2019).
- Hantanasirisakul, K., et al. Fabrication of Ti3C2Tx MXene Transparent Thin Films with Tunable Optoelectronic Properties. Advanced Electronic Materials. 2 (6), 1600050 (2016).
- Xu, B., et al. Ultrathin MXene-Micropattern-Based Field-Effect Transistor for Probing Neural Activity. Advanced Materials. 28 (17), 3333-3339 (2016).
- Zhang, C., et al. Additive-free MXene inks and direct printing of micro-supercapacitors. Nature Communications. 10 (1), 1795 (2019).
- Quain, E., et al. Direct Writing of Additive-Free MXene-in-Water Ink for Electronics and Energy Storage. Advanced Materials Technologies. 4 (1), 1800256 (2019).
- Salles, P., Quain, E., Kurra, N., Sarycheva, A., Gogotsi, Y. Automated Scalpel Patterning of Solution Processed Thin Films for Fabrication of Transparent MXene Microsupercapacitors. Small. 14 (44), 1802864 (2018).
