Self-rectifying magnetoelectric metamaterials for remote neural stimulation and motor function restoration

超材料 磁电效应 脉搏(音乐) 计算机科学 非线性系统 材料科学 物理 电压 光电子学 神经科学 电介质 铁电性 生物 多铁性 量子力学
作者
Joshua Chen,Gauri Bhave,Fatima T. Alrashdan,Abdeali Dhuliyawalla,Katie J. Hogan,Antonios G. Mikos,Jacob T. Robinson
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:23 (1): 139-146 被引量:71
标识
DOI:10.1038/s41563-023-01680-4
摘要

Magnetoelectric materials convert magnetic fields into electric fields. These materials are often used in wireless electronic and biomedical applications. For example, magnetoelectrics could enable the remote stimulation of neural tissue, but the optimal resonance frequencies are typically too high to stimulate neural activity. Here we describe a self-rectifying magnetoelectric metamaterial for a precisely timed neural stimulation. This metamaterial relies on nonlinear charge transport across semiconductor layers that allow the material to generate a steady bias voltage in the presence of an alternating magnetic field. We generate arbitrary pulse sequences with time-averaged voltage biases in excess of 2 V. As a result, we can use magnetoelectric nonlinear metamaterials to wirelessly stimulate peripheral nerves to restore a sensory reflex in an anaesthetized rat model and restore signal propagation in a severed nerve with latencies of less than 5 ms. Overall, these results showing the rational design of magnetoelectric metamaterials support applications in advanced biotechnology and electronics. Self-rectifying magnetoelectric metamaterials with nonlinear responses generate electrical pulse sequences that enable precisely timed remote neural stimulation and restoration of sensory motor responses in vivo.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
为来可期完成签到,获得积分10
刚刚
Kathybobo完成签到,获得积分10
1秒前
coconut发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
mafanfan完成签到,获得积分10
1秒前
冷酷夜梦完成签到,获得积分10
1秒前
何公主完成签到,获得积分10
1秒前
一口蛋黄苏完成签到,获得积分10
2秒前
大鹏完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
过气的蓝精灵完成签到,获得积分10
3秒前
鹤这暴脾气完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
Martin的应助被藤藤菜采纳,获得30
3秒前
LHH的应助被今天开始吃草采纳,获得10
3秒前
飘逸抽屉完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
今后的应助被整齐的数据线采纳,获得10
4秒前
超帅的彩虹完成签到,获得积分10
4秒前
ctttt完成签到,获得积分10
4秒前
QC完成签到,获得积分10
4秒前
369ninja的应助被YYY采纳,获得10
5秒前
尚会祥完成签到,获得积分10
5秒前
领导范儿的应助被wzx采纳,获得10
5秒前
wen完成签到 ,获得积分10
5秒前
打打的应助被顺心梦柏采纳,获得20
5秒前
ynglik完成签到,获得积分10
5秒前
不舍天真完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
一杯奶茶完成签到,获得积分0
5秒前
zhang完成签到,获得积分10
5秒前
破风完成签到,获得积分10
6秒前
我们去哪li完成签到,获得积分10
6秒前
十七dyyyy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
若愚完成签到,获得积分10
7秒前
走走停停停完成签到,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8123772
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9527547
关于积分的说明 21567192
捐赠科研通 7703217
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3416009
关于科研通互助平台的介绍 2541814
邀请新用户注册赠送积分活动 2456696