انقلاب در پزشکی با «برگ مصنوعی»/ تامین انرژی ضربان‌سازها تنها با نور

به گزارش صد آنلاین ، دانشمندان با همکاری دانشگاه‌های شیکاگو، ملی سئول و آزمایشگاه‌های ملی بروکهاون و آرگون، گام بزرگی در زیست‌الکترونیک برداشته‌اند. نتایج این پژوهش که در نشریه معتبر Nature Photonics منتشر شده، از ساختار غشای تیلاکوئیدی گیاهان برای ایجاد یک سامانه نانوپلاسمونیک الهام گرفته است.

معماری نوین: جادوی نانوذرات طلا

کلید موفقیت این فناوری، استفاده از معماری نانوذرات طلا پوشیده شده با دی‌اکسید تیتانیوم و یک لایه بازتابنده طلا در زیر آن است. این لایه مانند یک آینه عمل کرده و نور را در ساختار به دام می‌اندازد؛ فرآیندی که منجر به تقویت چشمگیر توان تولید بار الکتریکی شده و کارایی آن را از تمام سامانه‌های پیشین فراتر می‌برد.

تحول در درمان‌های پزشکی

در آزمایش‌های انجام‌شده روی مدل‌های حیوانی، پژوهشگران با قرار دادن قطعه‌ای از این برگ مصنوعی روی قلب موش، موفق شدند ضربان قلب را از راه دور و تنها با نور کنترل کنند. همچنین، تحریک موفقیت‌آمیز عصب سیاتیک نشان داد که این فناوری پتانسیل بالایی برای درمان دردهای مزمن عصبی و اختلالات سیستم عصبی دارد. مهم‌ترین ویژگی این فناوری، عملکرد کاملاً بی‌سیم آن است که خطر عفونت‌های ناشی از جراحی‌های تعویض باتری را حذف کرده و عمر تجهیزات کاشتنی را به شدت افزایش می‌دهد.

فراتر از پزشکی: نسل جدید رابط‌های انسان و ماشین

این فناوری کاربردی فراتر از حیطه درمان دارد. تیم تحقیقاتی با استفاده از این ماده، سامانه‌ای طراحی کرده‌اند که به جای لمس، به «الگوهای نوری» واکنش نشان می‌دهد. با کمک هوش مصنوعی، این دستگاه قادر است الگوهای تابیده شده با لیزر را تفسیر کند. این امر نویدبخش رابط‌های کاربری فوق‌سریع و امنی است که می‌توانند حتی با طول موج‌های نامرئی، اطلاعات را منتقل کنند.

آینده‌پژوهی

تیم پژوهشی هم‌اکنون در حال توسعه نسخه‌ای از این فناوری است که بتواند دست‌کم یک سال بدون نیاز به منبع خارجی در بدن باقی بماند. همچنین، بررسی استفاده از این معماری در ساخت حسگرهای کوانتومی نسل آینده نیز در دستور کار قرار دارد. به گفته دانشمندان، این دستاورد حاصل همکاری میان‌رشته‌ای در حوزه‌های شیمی، مکانیک کوانتومی و مهندسی مواد است که مسیر را برای خلق ابزارهای هوشمندِ الهام‌گرفته از طبیعت هموار می‌سازد.