Das MIT hat eine Antenne entwickelt, die in einer lebenden Zelle funktioniert

Forscher des Massachusetts Institute of Technology haben ein winziges Gerät entwickelt, das

Es nimmt weniger als 0,05 % der Zelle ein, kann aber Signale nach außen übertragen.Es eignet sich für die medizinische Diagnose, Behandlung und wissenschaftliche Forschung, da esÜberwachen und verwalten Sie sogar die Zellaktivität in Echtzeit.

Schlüsselproblem bei drahtlosen Sendernist, dass sie in ihrer Größe vergleichbar mit der Länge der elektromagnetischen Welle sein müssen, die sie senden und empfangen. Diese Wellenlängen sind sehr groß – sie sind die Lichtgeschwindigkeit dividiert durch die Frequenz der Welle. Daher benötigen die meisten Geräte große Antennen.

Wenn Sie in diesem Fall die Sendefrequenz erhöhen, um die Wellenlänge zu verringern, erhalten Sie einen sehr invasiven Sender. Dies liegt daran, dass hohe Frequenzen Wärme abgeben, die lebendes Gewebe schädigt.

Die Forscher fanden einen Ausweg aus dieser Sackgasse:Sie schufen ein Gerät, das elektromagnetische Wellen in akustische Wellen umwandelt. Diese Wellen gleicher Frequenz sind um fünf Größenordnungen kürzer als elektromagnetische Wellen. Dies liegt an der unterschiedlichen Licht- und Schallgeschwindigkeit. Daher kann ein kleines Gerät Wellen mit der gewünschten Wellenlänge übertragen.

Schematische Darstellungein Cell Rover, der drahtlos von einem Käfig aus arbeitet (links), und ein Diagramm (rechts), das das Prinzip der Magnetostriktion veranschaulicht. Zufällig orientierte magnetische Domänen richten sich in Richtung des angelegten Magnetfelds aus, was wiederum eine Verformung des Materials verursacht. Bild: Baju Joy et al., Nature Communications

Ingenieure haben Miniaturantennen aus entwickeltmagnetostriktive Materialien. Wenn ein Magnetfeld an sie angelegt wird, richten sich die Partikel in einem solchen Material mit seiner Richtung aus und erzeugen eine Spannung im Material. Dies kann damit verglichen werden, wie sich ein in Metallteile gewebtes Tuch unter dem Einfluss eines Magneten verformt.

Wenn eine Variable an die Antenne angelegt wirdDas im Material erzeugte Magnetfeld, Dehnung und Spannung (Druck) erzeugen Schallwellen in der Antenne, erklären die Wissenschaftler. Mit einem solchen Gerät, das in die Zelle implantiert wird, kann die Mikrobiologie untersucht und eine „Live-Übertragung“ der dort ablaufenden Prozesse organisiert werden.

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