Optik implantların ve hatta ekranların kabloları nasıl çözülür?

amerikali

Yeni Üye
Borg'ların ve diğer bilim kurgu yaratıklarının tehdit edici bir görünüm vermesi amaçlanan göz merceği implantlarından farklı olarak, gerçek hayatta diğer şeylerin yanı sıra hücrelerin ve dokuların analizi için optik implantlara ihtiyaç vardır: Genetik olarak hazırlanmış hücrelerde belirli işlevler yerine getirilebilir. ışık darbeleriyle zamana ve konuma bağlı bir şekilde gerçekleştirilir. Bu, diğer şeylerin yanı sıra, nöron aktivitesi üzerine çığır açan çalışmalara dayanmaktadır. Ancak şu ana kadar inorganik ışık yayan diyotlar (Işık Yayan Diyotlar, LED'ler) temel alınarak geliştirilen lambaların hacimli olması ve gerekli gücü kablolar üzerinden çekmesi model organizmaları etkiliyor ve bazı deneyleri engelliyor.

Reklamcılık



Prensip olarak gerekli enerji kablosuz olarak çeşitli yollarla iletilebilir. Ancak şu ana kadar geliştirilen kablosuz yöntemlerin dezavantajları da var: Örneğin, bir ultrason dönüştürücüsü yansımaları önlemek için dokuyla doğrudan temasa ihtiyaç duyuyor ve ultrason sinyali dokuyu önemli ölçüde ısıtabiliyor. Diğer yöntemlere dayanan aparatlar çok büyüktür veya yalnızca birkaç milimetrelik bir alana sahiptir.

İskoç St. Andrews Üniversitesi ve Köln Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, hem minyatürleştirme hem de menzil konusunda çığır açıcı buluşlara imza attı: Geleneksel bir bobin, ince bir manyetik alan tarafından toplanan alternatif bir manyetik alan biçiminde odaya enerji pompalıyor. – manyetostriktif malzeme Metglas'tan yapılmış film anteni. Metglas, manyetik alanın değişen yönüne göre genişleyen ve sıkışan metalik, kristal olmayan, kauçuksu bir alaşımdır. Metglas, hareketlerini, üzerine epoksi reçine ile yapıştırılmış kurşun zirkonat titanattan yapılmış bir piezoelektrik katmana aktarır. Ve bu ikinci katman, mekanik hareketleri elektrik voltajına dönüştürür; kablosuz güç kaynağı hazırdır.

Antiparalel sandviç


Ancak öne çıkan nokta, bu manyetoelektrik çift katmanın (ME), organik ışık yayan diyotlar (Organik Işık Yayan Diyot, OLED) için bir taşıyıcı olarak uygun olmasıdır. Profesör Malte Gather'ın ekibi bunu sandviç benzeri bir yapı için kullanıyor: Manyetoelektrik çift katmanın her iki tarafına organik ışıklı malzeme uyguluyorlar ve böylece manyetoelektrik organik çift LED (ME-OLED) oluşturuyorlar. Diyotlar güç kaynağına anti-paralel olarak bağlandıkları için manyetik sinüs sinyalinin her iki yarısını da kullanırlar. Sonuç olarak inorganik LED'ler için gereken güç alıcıları, dönüştürücüler ve kablolar tamamen ortadan kaldırılmıştır.

Ekip, enerji kaynağı olarak 100 kHz civarındaki düşük frekanslı alternatif manyetik alanları seçti. Bu, ME-OLED'in sulu bir ortamda birkaç santimetre derinlikte çalıştırılabileceği anlamına gelir. Enerji, ME anteninin rezonans frekansı aracılığıyla aktarılır ve bu da başka avantajlar sağlar. Diğer antenlerde olduğu gibi rezonans frekansı doğrudan ME anteninin uzunluğuna bağlıdır. Bu nedenle ME-OLED'ler, uzunluk açısından yeterli bir fark varsa yakın mesafede bile ayrı ayrı değiştirilebilir; bu, birkaç pikselden oluşan bir ekran gereksinimini karşılar.

ME-OLED sinyali yaklaşık 7 kHz genişliğe sahiptir, böylece 3,5 kHz aralıklarla 100 kHz geniş bantta 28 öğe adreslenebilir. Grup başlangıçta konsepti üç ME-OLED ve 130,5, 139 ve 149 kHz rezonans frekanslarıyla uyguladı.

Geleneksel antenlerde olduğu gibi ME antenleri için de aşağıdakiler geçerlidir: frekans bandı ne kadar yüksek olursa, boyutlar da o kadar kısa olur. 100 ila 200 kHz aralığı için 14,9 ila 7,4 milimetre uzunluğa ihtiyacınız vardır. 400 ila 500 MHz bandında 3,7 ila 3 milimetre gereklidir.

Araştırmacılar, yöntemlerinin kablosuz ekranlar, derin doku tedavisi, algılama, görüntüleme ve tıp alanlarında çeşitli uygulamaların önünü açacağına inanıyor. Muhtemelen bu, ilk yazar Julian Butscher ve Profesör Gather'in, üniversitenin Ağustos 2023'ten bu yana elinde tuttuğu Köln Üniversitesi adına teknoloji için erken bir aşamada patent başvurusunda bulunmasının nedenidir. Çalışma, Science Advances dergisinde yayınlandı. başlığı “Kablosuz Manyetoelektrikle Çalışan Organik Işık Yayan Diyotlar.”


(dz)



Haberin Sonu