MIT, Hücre İçinde Çalışabilecek Bir Anten Geliştirdi

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MIT) araştırmacılar, hücrenin %0,05'inden daha azını kaplayan, ancak dışarıya sinyal gönderebilen küçük bir cihaz geliştirdiler. Cihaz hücresel aktiviteyi gerçek zamanlı olarak izleyebildiği ve hatta kontrol edebildiği için tıbbi teşhis, tedavi ve bilimsel araştırmalar için uygun.

Kablosuz vericilerle ilgili temel sorun, büyüklüklerinin ilettikleri ve aldıkları elektromanyetik dalganın uzunluğuyla karşılaştırılabilir olması gerektiği. Bu dalga boyları çok büyük. Bunlar ışığın hızının dalganın frekansına bölümü. Bu nedenle, çoğu cihaz büyük antenler gerektiriyor. Bu durumda, dalga boyunu azaltmak için iletim frekansını arttırırsanız, çok zararlı bir verici elde edersiniz. Bunun nedeni, yüksek frekansların canlı dokulara zarar veren ısı yayması. MIT mensubu araştırmacılar bu çıkmazdan çıkmanın bir yolunu buldular: elektromanyetik dalgaları akustik dalgalara dönüştüren bir cihaz yaratmak. Aynı frekansa sahip bu dalgalar, elektromanyetik dalgalardan daha kısa. Bunun nedeni ışık ve ses hızlarındaki fark. Bu nedenle, küçük bir cihaz, istenen dalga boyundaki dalgaları iletebiliyor.

İlginizi Çekebilir: NASA’nın Uzay Aracı Asteroide Çarptı

Çalışmaya Manyetostriksiyon İlkesinden Yola Çıkıldı

Bir kafesten (solda) kablosuz olarak çalışan bir hücre gezicisini gösteren şematik diyagram ve manyetostriksiyon (manyetik alan içerisinde malzeme boyutlarının değişmesi) ilkesini gösteren bir diyagram (sağda). Rastgele yönlendirilmiş manyetik alanlar, uygulanan manyetik alan yönünde hizalanır ve bu da malzemenin deformasyonuna neden oluyor.

MIT mensubu mühendisler, manyetostriktif malzemelerden minyatür antenler geliştirdiler. Bunlara bir manyetik alan uygulandığında, böyle bir malzemedeki parçacıklar, yönüne göre hizalanarak malzemede bir stres oluşturur. Bu, metal parçalara dokunan bir kumaşın bir mıknatısın etkisi altında nasıl deforme olduğu ile karşılaştırılabilir.

Bilim adamları, antene bir değişken uygulandığında, malzemede oluşan manyetik alan, gerinim ve stres (basınç) antende akustik dalgalar oluşturduğunu açıklıyor. Hücrenin içine yerleştirilmiş böyle bir cihaz, mikrobiyolojiyi incelemek ve orada meydana gelen süreçlerin "canlı yayınını" düzenlemek için kullanılabilir.