Switchable Bioelectronics

این کتاب حوزه به سرعت در حال ظهور رابط های قابل تعویض و مفاهیم آن برای بیوالکترونیک را بررسی می کند. نویسندگان پیشرفت‌های اولیه و پیشرفت‌های کلیدی را کنار هم می‌گذارند و آینده بیوالکترونیک قابل تعویض را با تمرکز بر فرآیندهای بیوالکتروشیمیایی مبتنی بر تقلید و کنترل محیط‌های بیولوژیکی با محرک‌های خارجی و همچنین سیستم‌های پاسخ‌دهنده برای تحویل دارو برجسته می‌کنند. تمام فصل‌های کتاب در تلاش برای پاسخ به این سوال اساسی هستند: سیستم‌های زنده چگونه محیط اطراف خود را بررسی می‌کنند و به آن پاسخ می‌دهند؟ به دنبال آن، چگونه می توان این مفاهیم را برای خدمت به دنیای عملی بیوالکترونیک تغییر داد؟ مانع اصلی این دیدگاه، فقدان رابط های همه کاره است که قادر به کنترل و تنظیم وسایل ارتباطی بین سیستم های بیولوژیکی و الکترونیکی باشد. این کتاب پیشرفت کلی تا به امروز در ساخت چنین رابط‌هایی را در سطح بیومولکول‌های فردی خلاصه می‌کند و بر آخرین تلاش‌ها برای تولید پلتفرم‌های دستگاهی که رابط‌های زیستی را با الکترونیک ادغام می‌کنند، تمرکز دارد.

فصل ۱. مفهوم کلی رابط‌های پویا را برای بیوالکترونیک معرفی می‌کند و یک نمای کلی از اهمیت مواد و سیستم‌ها برای بیوالکترونیک قابل تعویض ارائه می‌دهد و خواننده را با رابط‌های زیستی مختلف آشنا می‌کند. فصل 2 انواع مختلفی از پلیمرها و کاربردهای پاسخگو به محرک را در کنار هم قرار می دهد. فصل 3 تاکید ویژه ای بر پلیمرهای پاسخگو به محرک با سینتیک آزادسازی قابل تنظیم دارد و اهمیت طراحی پلیمر برای کاربردهای تحویل را تشریح می کند. فصل 4 زمینه سوئیچینگ ساختاری در نانوالیاف را برای کاربردهای حسگر گاز بررسی می کند. در نهایت، فصل 5 بر روی پلیمرهای چاپ مولکولی به عنوان عناصر تشخیص برای کاربردهای سنجش تمرکز دارد.

این کتاب راهنما به همان اندازه که آموزنده است، منبعی ضروری برای سطوح پیشرفته در مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد است. دانشجویان شیمی، و همچنین محققان علوم پلیمر و الکتروشیمی، به ویژه کسانی که به پلیمرها و حسگرهای زیستی پاسخگو علاقه دارند.

This book reviews the rapidly emerging field of switchable interfaces and its implications for bioelectronics. The authors piece together early breakthroughs and key developments and highlight the future of switchable bioelectronics by focusing on bioelectrochemical processes based on mimicking and controlling biological environments with external stimuli as well as responsive systems for drug delivery. All chapters in the book strive to answer the fundamental question: How do living systems probe and respond to their surroundings? Following on from that, how can one transform these concepts to serve the practical world of bioelectronics? The central obstacle to this vision is the absence of versatile interfaces that are able to control and regulate the means of communication between biological and electronic systems. This book summarizes the overall progress made to date in building such interfaces at the level of individual biomolecules and focuses on the latest efforts to generate device platforms that integrate biointerfaces with electronics.

Chapter 1 introduces the general concept of dynamic interfaces for bioelectronics and gives an overview of the importance of materials and systems for switchable bioelectronics, introducing the reader to different biointerfaces. Chapter 2 pieces together different types of stimuli-responsive polymers and applications. Chapter 3 lays special emphasis on stimuli-responsive polymers with tunable release kinetics and describes the importance of polymer design for delivery applications. Chapter 4 reviews the field of conformational switching in nanofibers for gas-sensing applications. Finally, Chapter 5 focuses on molecular imprinting polymers as recognition elements for sensing applications.

As informative as it is lucid, this handbook makes an essential resource for advanced undergraduate- and graduate-level students in chemistry, as well as researchers in polymer science and electrochemistry, especially those with an interest in responsive polymers and biosensors.