MIT opracował antenę, która działa wewnątrz żywej komórki

Naukowcy z MIT opracowali małe urządzenie, które

zajmuje mniej niż 0,05% komórki, ale możeprzesyłać sygnały na zewnątrz. Nadaje się do diagnostyki medycznej, leczenia i badań naukowych, ponieważ może monitorować, a nawet kontrolować aktywność komórkową w czasie rzeczywistym.

Kluczowy problem z nadajnikami bezprzewodowymijest to, że muszą być porównywalne pod względem wielkości do długości fali elektromagnetycznej, którą przekazują i odbierają. Te długości fal są bardzo duże - są to prędkość światła podzielona przez częstotliwość fali. Dlatego większość urządzeń wymaga dużych anten.

W takim przypadku, jeśli zwiększysz częstotliwość transmisji, aby zmniejszyć długość fali, otrzymasz bardzo inwazyjny nadajnik. Wynika to z faktu, że wysokie częstotliwości emitują ciepło, które uszkadza żywe tkanki.

Naukowcy znaleźli wyjście z tego impasu:stworzyli urządzenie, które przekształca fale elektromagnetyczne w fale akustyczne. Fale te o tej samej częstotliwości mają o pięć rzędów wielkości mniejszą długość niż fale elektromagnetyczne. Wynika to z różnicy prędkości światła i dźwięku. Dlatego małe urządzenie może transmitować fale o pożądanej długości fali.

Schemat pokazującyłazik komórkowy pracujący bezprzewodowo z klatki (po lewej) oraz schemat (po prawej) ilustrujący zasadę magnetostrykcji. Losowo zorientowane domeny magnetyczne ustawiają się zgodnie z kierunkiem przyłożonego pola magnetycznego, co z kolei powoduje odkształcenie materiału. Zdjęcie: Baju Joy i in., Nature Communications

Inżynierowie opracowali miniaturowe anteny zmateriały magnetostrykcyjne. Po przyłożeniu do nich pola magnetycznego cząstki w takim materiale ustawiają się zgodnie z jego kierunkiem, tworząc naprężenie w materiale. Można to porównać do tego, jak tkanina utkana z kawałków metalu odkształca się pod wpływem magnesu.

Gdy zmienna jest stosowana do antenyJak wyjaśniają naukowcy, pole magnetyczne, naprężenie i naprężenie (ciśnienie) generowane w materiale wytwarzają w antenie fale akustyczne. Takie urządzenie, wszczepione do wnętrza komórki, może służyć do badania mikrobiologii i organizowania „transmisji na żywo” zachodzących tam procesów.

Czytaj więcej:

Wiadomo, która herbata niszczy białka w mózgu

Planetolodzy znaleźli oznaki życia na księżycu Saturna

Spójrz na pierwsze zdjęcia Marsa, które zrobił Webb: są dosłownie olśniewające