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생물의학 응용 분야를 위한 소형 무선 전구

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월 08, 2024

(나노 워크 뉴스) 세인트 앤드루스 대학과 쾰른 대학의 연구팀은 언젠가 인체 내부에서 '빛'을 낼 수 있는 새로운 무선 광원을 개발했습니다. 이러한 광원은 오늘날 부피가 큰 장치를 이식해야 하는 질병을 치료하고 더 잘 이해할 수 있는 새롭고 최소 침습적 수단을 가능하게 할 수 있습니다. 이 연구는 과학의 발전 (“무선 자기전기 구동 유기발광다이오드”). 투명한 뇌 팬텀을 비추는 무선 전원 전구 투명한 뇌 팬텀을 비추는 무선 전원 전구입니다. (이미지: Julian Butscher) 독일과 스코틀랜드의 과학자들이 제시한 새로운 접근 방식은 유기발광다이오드 (OLED) '음향 안테나'. 음향 안테나는 현재 낮은 자기장 감지와 같은 다양한 응용 분야를 위해 연구되고 있습니다. 전기 안테나에 비해 가장 큰 장점은 음향 안테나를 훨씬 더 작게 설계할 수 있다는 것입니다. OLED는 최신 스마트폰과 고급 TV에서 흔히 볼 수 있으며 거의 ​​모든 표면에 적용할 수 있는 얇은 유기 재료 층으로 구성됩니다. 연구진은 연구에서 이 특성을 활용하여 OLED를 음향 안테나에 직접 증착함으로써 두 플랫폼의 고유한 특성을 단일 초소형 장치에 병합했습니다. 이러한 방식으로 음향 안테나는 맞춤 개발된 OLED의 기판 및 전원 역할을 합니다. 그들은 복합 자기전기 효과로 알려진 효과를 통해 자기장의 에너지를 기계적 진동으로 변환한 다음 전류로 변환합니다. 새로운 장치는 잠수함 통신에 사용되는 주파수 범위인 메가헤르츠 미만의 주파수에서 작동합니다. 이 주파수의 전자기장은 물에 의해 약하게 흡수되기 때문입니다. 그러나 잠수함과 달리 생물의학 분야의 의도된 적용에는 조직에 대한 부정적인 영향을 피하기 위해 작은 장치가 필요합니다. 최근 몇 년 동안 광학 자극 기술은 세포 선택성이 더 높고 개별 세포에 대한 자극도 가능하기 때문에 전기 자극에 대한 유망한 대안으로 떠오르고 있습니다. 이러한 기술은 예를 들어 치료할 수 없는 안구 질환을 치료하기 위한 초기 임상 시험에서 이미 유망한 결과를 보여주었습니다. "우리의 새로운 무선 광원은 최소한의 장치 크기, 낮은 작동 주파수 및 광학 자극을 결합합니다."라고 쾰른 대학 수학과 화학과의 훔볼트 나노 및 생체 포토닉스 센터 소장인 훔볼트 교수 Dr Malte Gather가 말했습니다. 자연 과학. “많은 새로운 응용 분야에서는 여러 부위를 독립적으로 자극해야 하기 때문에 현대 뇌 자극기는 종종 많은 수의 전극을 통합합니다. 우리의 무선 광원의 경우 장치는 추가적이고 잠재적으로 부피가 큰 전자 장치 없이도 독립적으로 제어 및 작동될 수 있습니다.” 이는 서로 다른 음향 안테나의 작동 주파수를 서로 다른 값으로 조정할 수 있기 때문에 가능합니다. 미래에는 파킨슨병 말기의 떨림을 치료하기 위해 신체의 여러 부분에서 여러 자극기를 개별적으로 제어할 수 있게 될 것입니다. 다음 단계로 연구진은 무선 OLED의 크기를 더욱 줄이고 동물 모델에서 기술을 테스트하는 것을 목표로 하고 있습니다.

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