Forskere udvikler en optisk fiber fremstillet af gel afledt af havalger

En optisk fiber fremstillet af agar er blevet produceret ved University of Campinas (UNICAMP) i staten São Paulo, Brasilien. Denne enhed er spiselig, biokompatibel og bionedbrydeligt. Det kan bruges in vivo til billeddannelse af kropsstruktur, lokaliseret lyslevering i fototerapi eller optogenetik (f.eks. stimulerende neuroner med lys til at studere neurale kredsløb i en levende hjerne), og lokaliseret lægemiddeltilførsel.

En anden mulig anvendelse er påvisning af mikroorganismer i bestemte organer, i hvilket tilfælde sonden ville blive fuldstændigt absorberet af kroppen efter at have udført sin funktion.

Forskningsprojektet, som blev støttet af São Paulo Research Foundation - FAPESP, blev ledet af Eric Fujiwara, en professor i UNICAMP's School of Mechanical Engineering, og Cristiano Cordeiro, professor i UNICAMP's Gleb Wataghin Institute of Physics, i samarbejde med Hiromasa Oku, professor ved Gunma University i Japan.

En artikel om undersøgelsen er offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

Agar, også kaldet agar-agar, er en naturlig gelatine hentet fra havalger. Dens sammensætning består af en blanding af to polysaccharider, agarose og agaropectin. "Vores optiske fiber er en agarcylinder med en udvendig diameter på 2,5 millimeter [mm] og et regulært indre arrangement på seks 0,5 mm cylindriske lufthuller omkring en solid kerne. Lyset er begrænset på grund af forskellen mellem brydningsindekserne for agarkernen og lufthullerne, "Fortalte Fujiwara.

"For at producere fiberen, vi hældte agar af fødevarekvalitet i en form med seks interne stænger anbragt på langs omkring hovedaksen, "fortsatte han." Gelen fordeler sig for at fylde den ledige plads. Efter afkøling, stængerne fjernes for at danne lufthuller, og den størknede bølgeleder frigives fra formen. Brydningsindeks og geometri af fiberen kan tilpasses ved at variere sammensætningen af ​​agaropløsningen og formdesign, henholdsvis."

Forskerne testede fiberen i forskellige medier, fra luft og vand til ethanol og acetone, konkluderer, at det er kontekstfølsomt. "Det faktum, at gelen gennemgår strukturelle ændringer som reaktion på variationer i temperatur, fugtighed og pH gør fiberen velegnet til optisk sansning, "Sagde Fujiwara.

En anden lovende anvendelse er dens samtidige anvendelse som en optisk sensor og et vækstmedium for mikroorganismer. "I dette tilfælde, bølgelederen kan udformes som en engangs prøveenhed, der indeholder de nødvendige næringsstoffer. De immobiliserede celler i enheden ville blive registreret optisk, og signalet ville blive analyseret ved hjælp af et kamera eller et spektrometer, " han sagde.