De minuscules ampoules sans fil pour des applications biomédicales
La combinaison d'OLED et d'antennes acoustiques crée une source de lumière qui peut être utilisée pour des méthodes de traitement peu invasives
Une équipe de chercheurs de l'université de St. Andrews et de l'université de Cologne a mis au point une nouvelle source de lumière sans fil qui pourrait un jour permettre d'"éclairer" le corps humain de l'intérieur. De telles sources lumineuses pourraient permettre de traiter et de mieux comprendre, par des moyens novateurs et peu invasifs, des maladies qui nécessitent aujourd'hui l'implantation de dispositifs encombrants. L'étude a été publiée sous le titre "Wireless Magnetoelectrically Powered Organic Light-Emitting Diodes" dans Science Advances.
Une source lumineuse sans fil éclaire un cerveau factice transparent.
Julian Butscher
La nouvelle approche présentée par des scientifiques allemands et écossais repose sur l'intégration de diodes électroluminescentes organiques (OLED) et d'"antennes acoustiques". Le potentiel des antennes acoustiques pour une utilisation dans divers domaines, par exemple pour la détection de faibles champs magnétiques, est actuellement exploré. Elles peuvent être très petites par rapport aux antennes électriques. Les OLED, que l'on trouve couramment dans les smartphones modernes et les téléviseurs haut de gamme, sont constituées de fines couches de matériaux organiques qui peuvent être appliquées sur presque n'importe quelle surface. Dans leurs travaux, les chercheurs exploitent cette propriété pour appliquer les OLED directement sur l'antenne acoustique, fusionnant ainsi les propriétés uniques des deux plateformes en un seul dispositif extrêmement compact. De cette manière, les antennes acoustiques servent à la fois de substrat et de source d'énergie pour l'OLED développée sur mesure. Elles convertissent l'énergie d'un champ magnétique en une oscillation mécanique, puis en un courant électrique au moyen d'un effet connu sous le nom d'effet magnétoélectrique composite.
Les nouveaux dispositifs fonctionnent à des fréquences inférieures au mégahertz, une gamme de fréquences utilisée par exemple pour les communications sous-marines, car les ondes à cette fréquence ne sont que faiblement absorbées par l'eau. Cependant, contrairement aux sous-marins, l'application prévue en biomédecine nécessite un petit dispositif afin d'éviter un impact négatif sur les tissus.
Ces dernières années, les techniques de stimulation optique sont apparues comme une alternative prometteuse à la stimulation électrique, car elles peuvent être plus sélectives et même permettre la stimulation de cellules individuelles. Ces techniques ont déjà donné des résultats prometteurs lors d'essais cliniques préliminaires, par exemple pour traiter une maladie oculaire autrement incurable.
"Notre nouvelle source de lumière sans fil combine un dispositif de taille minimale, une faible fréquence de fonctionnement et une stimulation optique", a déclaré le professeur Malte Gather, directeur du Centre Humboldt pour la nano- et la biophotonique au département de chimie de la faculté de mathématiques et de sciences naturelles de l'université de Cologne. "De nombreuses applications émergentes nécessitent la stimulation indépendante de plusieurs sites, ce qui explique que les stimulateurs cérébraux modernes intègrent souvent un grand nombre d'électrodes. Dans le cas de nos sources lumineuses sans fil, les dispositifs peuvent être contrôlés et exploités indépendamment sans nécessiter d'électronique supplémentaire et potentiellement encombrante".
Cela est possible parce que les fréquences de fonctionnement des différentes antennes acoustiques peuvent être réglées sur des valeurs différentes. À l'avenir, cela pourrait permettre de contrôler individuellement plusieurs stimulateurs dans différentes parties du corps, par exemple pour traiter la paralysie aux derniers stades de la maladie de Parkinson. Dans une prochaine étape, les chercheurs souhaitent réduire encore la taille de leurs OLED sans fil et tester leur technologie sur un modèle animal.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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