Optische Implantate haben in der Medizin und Forschung eine wichtige Rolle eingenommen. Sie erm\u00f6glichen die Analyse von Zellen und Geweben und bieten die M\u00f6glichkeit, genetisch modifizierte Zellen durch Lichtimpulse zu aktivieren. Bisherige Lichtquellen f\u00fcr diese Implantate waren jedoch sperrig und erforderten eine Stromversorgung \u00fcber Kabel, was zu Einschr\u00e4nkungen f\u00fchrte. Doch nun haben Forscher von der Universit\u00e4t St. Andrews in Schottland und der Universit\u00e4t K\u00f6ln bedeutende Fortschritte in der drahtlosen Stromversorgung von optischen Implantaten erzielt.<\/p>\n
Die Forscher haben eine Methode entwickelt, bei der die ben\u00f6tigte Energie \u00fcber magnetische Wechselfelder drahtlos \u00fcbertragen wird. Dabei wird eine herk\u00f6mmliche Spule verwendet, um Energie in Form eines magnetischen Wechselfeldes in den Raum zu \u00fcbertragen. Dieses Feld wird von einer D\u00fcnnschichtantenne aus dem magnetostriktiven Material Metglas aufgenommen. Das Besondere an Metglas ist, dass es sich je nach Richtung des Magnetfeldes ausdehnt oder zusammenzieht. Diese Bewegungen werden dann an eine piezoelektrische Schicht weitergeleitet, die die mechanischen Bewegungen in elektrische Spannung umwandelt und somit die drahtlose Stromversorgung erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Was diese Methode besonders macht, ist die M\u00f6glichkeit, organische Leuchtdioden (OLEDs) als Tr\u00e4ger f\u00fcr die magnetoelektrische Doppelschicht (ME) zu verwenden. Durch einen sandwichartigen Aufbau entsteht eine magnetoelektrische organische Doppel-LED (ME-OLED), die sowohl die positive als auch die negative Halbwelle des magnetischen Sinussignals nutzt. Dadurch sind keine Empf\u00e4nger, Wandler oder Kabel wie bei herk\u00f6mmlichen anorganischen LEDs notwendig.<\/p>\n
Die Forscher haben sich f\u00fcr die \u00dcbertragung von Energie \u00fcber niederfrequente magnetische Wechselfelder mit einer Frequenz von 100 kHz entschieden. Dadurch ist es m\u00f6glich, eine ME-OLED auch in einer w\u00e4ssrigen Umgebung mehrere Zentimeter tief zu betreiben. Die \u00dcbertragung von Energie erfolgt durch Nutzung der Resonanzfrequenz der ME-Antenne, was zus\u00e4tzliche Vorteile mit sich bringt. Die L\u00e4nge der ME-Antenne beeinflusst die Resonanzfrequenz und erm\u00f6glicht somit eine separate Steuerung von ME-OLEDs mit ausreichendem L\u00e4ngenunterschied, was die Grundlage f\u00fcr ein Display mit mehreren Pixeln bildet.<\/p>\n
Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass ihre Methode den Weg f\u00fcr zahlreiche Anwendungen in Bereichen wie drahtlosen Displays, Behandlung von Tiefengewebe, Sensorik, Bildgebung und Medizin ebnen wird. Aus diesem Grund haben der Hauptautor Julian Butscher und Professor Gather die Technik fr\u00fchzeitig im Namen der Universit\u00e4t K\u00f6ln zum Patent angemeldet.<\/p>\n
Die Forschungsarbeit mit dem Titel „Wireless Magnetoelectrically Powered Organic Light-Emitting Diodes“ wurde in dem Fachjournal Science Advances ver\u00f6ffentlicht. Mit dieser bahnbrechenden Methode sind wir einen Schritt n\u00e4her daran, optische Implantate in der Medizin und Forschung noch effizienter und vielseitiger einzusetzen.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: kHz + K\u00f6ln + Metglas<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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