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Pequeñas bombillas inalámbricas para aplicaciones biomédicas

Fecha:

08 de marzo, 2024

(Noticias de Nanowerk) Un equipo de investigación de la Universidad de St Andrews y de la Universidad de Colonia ha desarrollado una nueva fuente de luz inalámbrica que algún día podría permitir "iluminar" el cuerpo humano desde el interior. Estas fuentes de luz podrían permitir medios novedosos y mínimamente invasivos para tratar y comprender mejor enfermedades que hoy requieren la implantación de dispositivos voluminosos. El estudio fue publicado en Science Advances (“Diodos emisores de luz orgánicos alimentados magnetoeléctricamente inalámbricos”). Bombilla alimentada de forma inalámbrica que ilumina un fantasma cerebral transparente Bombilla alimentada de forma inalámbrica que ilumina un fantasma cerebral transparente. (Imagen: Julian Butscher) El nuevo enfoque presentado por científicos de Alemania y Escocia se basa en la integración de diodos orgánicos emisores de luz (OLED) sobre 'antenas acústicas'. Actualmente se están explorando antenas acústicas para diversas aplicaciones, como la detección de campos magnéticos bajos. Como gran ventaja sobre las antenas eléctricas, las antenas acústicas pueden diseñarse para que sean mucho más pequeñas. Los OLED se encuentran comúnmente en los teléfonos inteligentes modernos y en los televisores de alta gama y consisten en finas capas de materiales orgánicos que se pueden aplicar a casi cualquier superficie. En su trabajo, los investigadores aprovechan esta propiedad para depositar OLED directamente en la antena acústica, fusionando así las propiedades únicas de ambas plataformas en un único dispositivo extremadamente compacto. De esta manera, las antenas acústicas sirven como sustrato y fuente de energía para el OLED desarrollado a medida. Convierten la energía de un campo magnético en una oscilación mecánica y posteriormente en una corriente eléctrica mediante un efecto conocido como efecto magnetoeléctrico compuesto. Los nuevos dispositivos funcionan en frecuencias submegahercios, un rango de frecuencia utilizado, por ejemplo, para las comunicaciones submarinas, ya que los campos electromagnéticos de esta frecuencia son absorbidos débilmente por el agua. Sin embargo, a diferencia de los submarinos, la aplicación prevista en biomedicina requiere un dispositivo pequeño para evitar un impacto negativo en el tejido. En los últimos años, las técnicas de estimulación óptica han surgido como una alternativa prometedora a la estimulación eléctrica porque pueden ser más selectivas en las células e incluso permitir la estimulación de células individuales. Estas técnicas ya han mostrado resultados prometedores en los primeros ensayos clínicos, por ejemplo, para tratar una enfermedad ocular que de otro modo sería intratable. "Nuestra novedosa fuente de luz inalámbrica combina un tamaño mínimo de dispositivo, una baja frecuencia de funcionamiento y estimulación óptica", afirmó el profesor Humboldt Dr. Malte Gather, director del Centro Humboldt de Nano y Biofotónica del Departamento de Química de la Facultad de Matemáticas y Ciencias de la Universidad de Colonia. Ciencias Naturales. “Muchas aplicaciones emergentes requieren que se estimulen múltiples sitios de forma independiente, razón por la cual los estimuladores cerebrales modernos a menudo incorporan una gran cantidad de electrodos. En el caso de nuestras fuentes de luz inalámbricas, los dispositivos se pueden controlar y operar de forma independiente sin necesidad de dispositivos electrónicos adicionales y potencialmente voluminosos”. Esto es posible porque las frecuencias de funcionamiento de diferentes antenas acústicas se pueden sintonizar a diferentes valores. En el futuro, esto podría permitir el control individual de múltiples estimuladores en diferentes partes del cuerpo, por ejemplo para tratar los temblores en las últimas etapas de la enfermedad de Parkinson. Como siguiente paso, los investigadores pretenden reducir aún más el tamaño de sus OLED inalámbricos y probar su tecnología en un modelo animal.

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