В MIT разработали антенну, которая работает внутри живой клетки

Инженеры создали беспроводной передатчик, который может работать внутри живой клетки.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали крошечное устройство, которое занимает менее 0,05% клетки, но при этом может передавать сигналы во вне. Оно подойдет для медицинской диагностики, лечения и научных исследований, поскольку может мониторить и даже управлять клеточной активностью в режиме реального времени.

Ключевая проблема с беспроводными передатчиками состоит в том, что они должны быть сопоставимы по размеру с длиной электромагнитной волны, которые они передают и принимают. Такие длины волн очень велики — они представляют собой скорость света, деленную на частоту волны. Поэтому большинство устройств требует больших антенн.

При этом если увеличивать частоту передачи, чтобы уменьшить длину волны, то получится очень инвазивный передатчик. Это связано с тем, что высокие частоты выделяют тепло, повреждающее живые ткани.

Исследователи нашли выход из этого тупика: они создали устройство, которое преобразовывает электромагнитные волны в акустические. У этих волн с той же частотой длина на пять порядков меньше, чем у электромагнитных. Это связано с разницей в скоростях света и звука. Поэтому маленькое устройство может передавать волны с нужной длиной.

Схематическая диаграмма, показывающая беспроводную работу Cell Rover из клетки (слева), и схема (справа), иллюстрирующая принцип магнитострикции. Случайно ориентированные магнитные домены выравниваются в направлении приложенного магнитного поля, что, в свою очередь, вызывает деформацию материала. Изображение: Baju Joy et al., Nature Communications

Инженеры разработали миниатюрные антенны из магнитострикционных материалов. Когда к ним прикладывается магнитное поле, частицы в таком материале выравниваются в соответствии с его направлением, создавая напряжение в материале. Это можно сравнить с тем, как ткань, в которую вплетены металлические кусочки деформируется под действием магнита.

Когда к антенне прикладывается переменное магнитное поле, деформация и напряжение (давление), возникающие в материале, создают акустические волны в антенне, объясняют ученые. Такое устройство, внедренное внутрь клетки, может использоваться для изучения микробиологии и организации «прямой трансляции» процессов, которые там происходят.


Читать далее:

Стало известно, какой чай разрушает белок в мозге

Планетологи нашли признаки жизни на спутнике Сатурна

Посмотрите на первые фото Марса, которые сделал «Уэбб»: они буквально ослепляют

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука