Το MIT έχει αναπτύξει μια κεραία που λειτουργεί μέσα σε ένα ζωντανό κύτταρο

Ερευνητές στο MIT ανέπτυξαν μια μικροσκοπική συσκευή που

καταλαμβάνει λιγότερο από το 0,05% του κυττάρου, αλλά μπορείμετάδοση σημάτων εξωτερικά. Είναι κατάλληλο για ιατρική διάγνωση, θεραπεία και επιστημονική έρευνα, καθώς μπορεί να παρακολουθεί, ακόμη και να ελέγχει την κυτταρική δραστηριότητα σε πραγματικό χρόνο.

Βασικό πρόβλημα με τους ασύρματους πομπούςείναι ότι πρέπει να είναι συγκρίσιμα σε μέγεθος με το μήκος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπουν και λαμβάνουν. Αυτά τα μήκη κύματος είναι πολύ μεγάλα - είναι η ταχύτητα του φωτός διαιρεμένη με τη συχνότητα του κύματος. Επομένως, οι περισσότερες συσκευές απαιτούν μεγάλες κεραίες.

Σε αυτή την περίπτωση, εάν αυξήσετε τη συχνότητα μετάδοσης για να μειώσετε το μήκος κύματος, θα έχετε έναν πολύ επεμβατικό πομπό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι υψηλές συχνότητες εκπέμπουν θερμότητα που βλάπτει τους ζωντανούς ιστούς.

Οι ερευνητές βρήκαν μια διέξοδο από αυτό το αδιέξοδο:δημιούργησαν μια συσκευή που μετατρέπει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε ακουστικά κύματα. Αυτά τα κύματα με την ίδια συχνότητα έχουν πέντε τάξεις μεγέθους μικρότερο μήκος από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Αυτό οφείλεται στη διαφορά στις ταχύτητες του φωτός και του ήχου. Επομένως, μια μικρή συσκευή μπορεί να μεταδώσει κύματα με το επιθυμητό μήκος κύματος.

Σχηματικό διάγραμμα που δείχνειένα κυψελωτό ρόβερ που λειτουργεί ασύρματα από ένα κλουβί (αριστερά) και ένα διάγραμμα (δεξιά) που απεικονίζει την αρχή της μαγνητοσυστολής. Τυχαία προσανατολισμένες μαγνητικές περιοχές ευθυγραμμίζονται προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου, το οποίο με τη σειρά του προκαλεί παραμόρφωση του υλικού. Εικόνα: Baju Joy et al., Nature Communications

Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει μικροσκοπικές κεραίες απόμαγνητοσυστολικά υλικά. Όταν ένα μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται σε αυτά, τα σωματίδια σε ένα τέτοιο υλικό ευθυγραμμίζονται με την κατεύθυνσή του, δημιουργώντας μια τάση στο υλικό. Αυτό μπορεί να συγκριθεί με το πώς ένα ύφασμα υφασμένο σε μεταλλικά κομμάτια παραμορφώνεται υπό την επίδραση ενός μαγνήτη.

Όταν εφαρμόζεται μια μεταβλητή στην κεραίατο μαγνητικό πεδίο, η καταπόνηση και η πίεση (πίεση) που δημιουργούνται στο υλικό δημιουργούν ακουστικά κύματα στην κεραία, εξηγούν οι επιστήμονες. Μια τέτοια συσκευή, εμφυτευμένη μέσα στο κύτταρο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της μικροβιολογίας και την οργάνωση μιας «ζωντανής μετάδοσης» των διεργασιών που συμβαίνουν εκεί.

Διαβάστε περισσότερα:

Έγινε γνωστό ποιο τσάι καταστρέφει την πρωτεΐνη στον εγκέφαλο

Οι πλανητολόγοι βρήκαν σημάδια ζωής στο φεγγάρι του Κρόνου

Δείτε τις πρώτες φωτογραφίες του Άρη που τράβηξε ο Γουέμπ: είναι κυριολεκτικά εκθαμβωτικές