Логотип Зефирнет

Крошечные беспроводные лампочки для биомедицинских применений

Дата:

08 Марта, 2024

(Новости Наноуэрк) Исследовательская группа из Университета Сент-Эндрюс и Кельнского университета разработала новый беспроводной источник света, который однажды позволит «освещать» человеческое тело изнутри. Такие источники света могут позволить использовать новые, минимально инвазивные способы лечения и лучшего понимания заболеваний, которые сегодня требуют имплантации громоздких устройств. Исследование было опубликовано в Наука развивается («Беспроводные органические светоизлучающие диоды с магнитоэлектрическим питанием»). Лампочка с беспроводным питанием, освещающая прозрачный фантом мозга Лампочка с беспроводным питанием освещает прозрачный фантом мозга. (Изображение: Джулиан Батчер) Новый подход, представленный учеными из Германии и Шотландии, основан на интеграции органические светодиоды (OLED) на «акустических антеннах». Акустические антенны в настоящее время исследуются для различных применений, таких как обнаружение слабых магнитных полей. Основным преимуществом перед электрическими антеннами является то, что акустические антенны могут быть намного меньше. OLED-дисплеи обычно встречаются в современных смартфонах и телевизорах высокого класса и состоят из тонких слоев органических материалов, которые можно наносить практически на любую поверхность. В своей работе исследователи используют это свойство для размещения органических светодиодов непосредственно на акустической антенне, тем самым объединяя уникальные свойства обеих платформ в одном чрезвычайно компактном устройстве. Таким образом, акустические антенны служат подложкой и источником питания для специально разработанного OLED. Они преобразуют энергию магнитного поля в механические колебания, а затем в электрический ток посредством эффекта, известного как составной магнитоэлектрический эффект. Новые устройства работают на частотах субмегагерцового диапазона, который используется, например, для подводной связи, поскольку электромагнитные поля на этой частоте слабо поглощаются водой. Однако, в отличие от подводных лодок, предполагаемое применение в биомедицине требует небольшого устройства, чтобы избежать негативного воздействия на ткани. В последние годы методы оптической стимуляции стали многообещающей альтернативой электрической стимуляции, поскольку они могут быть более селективными и даже позволять стимуляцию отдельных клеток. Такие методы уже показали многообещающие результаты в ранних клинических испытаниях, например, при лечении неизлечимого глазного заболевания. «Наш новый беспроводной источник света сочетает в себе минимальный размер устройства, низкую рабочую частоту и оптическую стимуляцию», — сказал профессор Гумбольдта доктор Мальте Гатер, руководитель Центра нано- и биофотоники имени Гумбольдта на химическом факультете факультета математики и биофотоники Кёльнского университета. Естественные науки. «Многие новые приложения требуют независимой стимуляции нескольких участков, поэтому современные стимуляторы мозга часто включают в себя большое количество электродов. В случае с нашими беспроводными источниками света устройствами можно управлять независимо и эксплуатировать их без необходимости использования дополнительной и потенциально громоздкой электроники». Это возможно, поскольку рабочие частоты разных акустических антенн можно настроить на разные значения. В будущем это позволит индивидуально контролировать несколько стимуляторов в разных частях тела, например, для лечения тремора на поздних стадиях болезни Паркинсона. В качестве следующего шага исследователи стремятся еще больше уменьшить размер своих беспроводных OLED-дисплеев и протестировать свою технологию на модели животных.

Spot_img

Последняя разведка

Spot_img