Zephyrnet-logo

Små trådløse lyspærer for biomedisinske bruksområder

Dato:

Mar 08, 2024

(Nanowerk Nyheter) Et forskerteam fra University of St Andrews og University of Cologne har utviklet en ny trådløs lyskilde som kanskje en dag kan gjøre det mulig å «lyse opp» menneskekroppen fra innsiden. Slike lyskilder kan muliggjøre nye, minimalt invasive metoder for å behandle og bedre forstå sykdommer som i dag krever implantasjon av store enheter. Studien ble publisert i Vitenskap Fremskritt ("Trådløse magnetoelektrisk drevne organiske lysdioder"). Trådløst drevet lyspære som lyser opp et gjennomsiktig hjernefantom Trådløst drevet lyspære som lyser opp et gjennomsiktig hjernefantom. (Bilde: Julian Butscher) Den nye tilnærmingen presentert av forskerne fra Tyskland og Skottland er basert på integrering av organiske lysdioder (OLED) på 'akustiske antenner'. Akustiske antenner utforskes for tiden for ulike bruksområder, for eksempel deteksjon av lave magnetiske felt. Som en stor fordel i forhold til elektriske antenner, kan akustiske antenner utformes for å være mye mindre. OLED-er finnes ofte i moderne smarttelefoner og avanserte TV-er og består av tynne lag med organisk materiale som kan påføres nesten alle overflater. I sitt arbeid utnytter forskerne denne egenskapen til å deponere OLED-er direkte på den akustiske antennen, og dermed slå sammen de unike egenskapene til begge plattformene til en enkelt ekstremt kompakt enhet. På denne måten fungerer de akustiske antennene som substrat og strømkilde for den spesialutviklede OLED-en. De konverterer energi fra et magnetfelt til en mekanisk oscillasjon og deretter til en elektrisk strøm ved hjelp av en effekt kjent som den sammensatte magnetoelektriske effekten. De nye enhetene opererer ved sub-megahertz-frekvenser, et frekvensområde som brukes for eksempel til ubåtkommunikasjon, da elektromagnetiske felt på denne frekvensen bare absorberes svakt av vann. Men i motsetning til ubåter, krever den tiltenkte anvendelsen i biomedisin en liten enhet for å unngå en negativ påvirkning på vevet. De siste årene har optiske stimuleringsteknikker dukket opp som et lovende alternativ til elektrisk stimulering fordi de kan være mer celleselektive og til og med muliggjøre stimulering av individuelle celler. Slike teknikker har allerede vist lovende resultater i tidlige kliniske studier, for eksempel for å behandle en øyesykdom som ellers ikke kan behandles. "Vår nye trådløse lyskilde kombinerer minimal enhetsstørrelse, lav operasjonsfrekvens og optisk stimulering," sa Humboldt-professor Dr Malte Gather, leder av Humboldt-senteret for nano- og biofotonikk ved Institutt for kjemi ved Universitetet i Kölns matematiske fakultet og Naturvitenskap. "Mange nye applikasjoner krever at flere steder stimuleres uavhengig, og det er grunnen til at moderne hjernestimulatorer ofte inneholder et stort antall elektroder. Når det gjelder våre trådløse lyskilder, kan enhetene styres uavhengig og betjenes uten behov for ekstra og potensielt klumpete elektronikk.» Dette er mulig fordi operasjonsfrekvensene til forskjellige akustiske antenner kan stilles inn til forskjellige verdier. I fremtiden vil dette kunne gi mulighet for individuell kontroll av flere stimulatorer i ulike deler av kroppen, for eksempel for å behandle tremor i de sene stadiene av Parkinsons sykdom. Som et neste trinn tar forskerne sikte på å redusere størrelsen på sine trådløse OLED-er ytterligere og å teste teknologien deres i en dyremodell.

spot_img

Siste etterretning

spot_img