在一項新的研究中，芝加哥大學的科學家發現，小孔也可以改善技術，包括醫療設備。發表在《自然-材料》上的這篇論文描述了一種製造太陽能電池的全新方法：通過在頂層蝕刻孔使其成為多孔狀態。
這項創新可以構成一個侵入性較低的起搏器或類似醫療設備的基礎。它可以與一個小型光源相配，以減少目前與當今起搏器一起植入的笨重電池尺寸。”海綿狀”太陽能電池製作完成後的電子顯微鏡掃描圖像顯示了多孔層。芝加哥大學化學家Bozhi Tian實驗室專門從事創造連接生物組織和人工材料的方法，例如調節大腦信號的導線和醫療植入物的表面。
他們感興趣的領域之一是製造可由光驅動的設備。我們最熟悉的是太陽能電池形式的這種技術，但它們也可以使用任何光源，包括人工光源。當在體內運行時，這種設備被稱為光電化學電池，可以由植入體內的微小光纖供電。通常情況下，太陽能電池需要兩層，這可以通過將硅與另一種材料（如金）結合起來，或者通過將不同種類的原子混合到每個硅層來實現。但芝加哥大學科學家發現，如果他們把一層做成多孔的，像海綿一樣，就能用純硅製造出太陽能電池。
由此產生的柔軟、靈活的電池可以小於5微米寬，這大約是一個紅細胞的大小。然後，它可以與光纖配對，光纖可以做得像一縷人類頭髮一樣薄，大大減少了植入物的整體尺寸，使其對身體更友好，不太可能引起副作用。與製造傳統太陽能電池的方式相比，多孔電池有多種優勢，在保持最終產品功效的同時，簡化了生產過程。研究人員表示，你可以在幾分鐘內製造它們，而且這個過程不需要高溫或有毒氣體。
然後，為了提高材料刺激心臟或神經細胞的能力，他們用氧等離子體處理，使表面層氧化。在這種情況下，氧化實際上有助於使硅材料具有親水性，對水有吸引力，這將提高對生物組織的信號。最後，通過添加一個幾原子厚的金屬氧化物層，可以進一步提高設備的性能。因為所有的部件都可以被製成可生物降解的，所以科學家們可以想象該技術被用於短期的心臟治療。