(PhysOrg.com) -- Att efterlikna det mänskliga nervsystemet för bioniska tillämpningar kan bli verklighet med hjälp av en metod som utvecklats vid Oak Ridge National Laboratory för att bearbeta kolnanorör.

Även om dessa nanostrukturer har elektriska och andra egenskaper som gör dem attraktiva att använda som artificiella neurala buntar i protesanordningar, utmaningen har varit att göra buntar med tillräckligt med fibrer för att matcha det hos ett riktigt neuronknippe. Med nuvarande teknik, enbart vikten av trådar som krävs för att matcha tätheten av receptorer även vid fingertopparna skulle göra det omöjligt att ta emot. Nu, genom att anpassa konventionell glasfiberdragningsteknik för att bearbeta kolnanorör till flerkanalsenheter, forskare tror att de är på en väg som kan leda till ett genombrott.

"Vårt mål är att använda vår upptäckt för att efterlikna naturens design med hjälp av konstgjorda sensorer för att effektivt återställa en persons förmåga att känna av föremål och temperaturer, sade Ilia Ivanov, en forskare vid Center for Nanophase Materials Sciences Division. Ivanov och kollegor vid ORNL publicerade nyligen en artikel i Nanoteknik som beskriver metoden för att bearbeta lösa kolnanorör till en bunt med nästan 20, 000 enskilda kanaler.

I sista hand, Målet är att duplicera funktionen hos ett levande system genom att kombinera den befintliga tekniken för glasfiberritning med multifunktionaliteten hos kolnanorör i submikron (0,4 mikron) skala, enligt Ivanov, som beskrev processen.

"Vi gör det här materialet på ett sätt som liknar det du kan ha gjort i gymnasiet när du gjorde en glaskapillär över en bunsenbrännare, " sa Ivanov. "Där, du skulle ta glasröret, värm upp och dra, eller rita, så fort glaset blev mjukt."

Ivanov och John Simpson från divisionen Measurement Science and Systems Engineering gör något liknande förutom att de använder tusentals glasrör fyllda med kolnanorörspulver. Efter flera ritcykler, de visade att de kunde göra fibrer bara fyra gånger tjockare än ett människohår som innehåller 19, 600 submikronkanaler med varje kanal fylld med ledande kol. Varje kanal som innehåller kolnanorör är elektriskt isolerad från sina grannar med glas så att den kan användas som en individuell kommunikationskanal.

Med denna prestation, forskarna närmar sig ett av sina mål.

"Den mänskliga handen har en täthet av receptorer vid fingertopparna på cirka 2, 500 per kvadratcentimeter och cirka 17, 000 taktila receptorer i handen, " Sa Ivanov. "Så när det gäller täthet av kanaler, vi är redan i intervallet som behövs för 17, 000 receptorer i handen."

Denna flerkanaliga komposit har många andra potentiella användningsområden, inklusive inom flyg- och rymdtillämpningar, där låg vikt av ledande ledningar är viktigt,
Nästa steg är att göra dessa kanaler mycket ledande och sedan visa sensorkommunikation genom individuella kanaler.