科学家从海水藻类中制造出凝胶光纤

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科学家从海水藻类中制造出凝胶光纤

研究人员已经用盐水藻类制成了一种光纤凝胶或琼脂。它是由巴西圣保罗的UNICAMP或坎皮纳斯大学的科学家制作的。

它是一种可食用、可生物降解和生物相容性的装置,在体内有许多应用。这些应用包括药物的局部传递;身体结构成像;以及光治疗和光遗传学中的局部光传递,例如在研究活大脑中的神经回路时使用光刺激神经元。

将光纤凝胶应用于检测特殊器官中的微生物也是可能的。如果这样使用,探测器完成功能后,身体会完全吸收。

UNICAMP学院机械工程教授Eric Fujiwara和Gleb Wataghin物理研究所教授Cristiano Cordeiro领导了这项研究,该研究由São Paulo研究基金会fapesp资助。研究人员还受益于日本群马大学(Gunma University) Hiromasa Oku教授的合作。

他们发表了题为“基于琼脂糖的结构光纤”的研究。发表在《科学》杂志上。

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凝胶成分

琼脂也被称为琼脂。它们是由海水藻类产生的胶状物质。该琼脂是由两种多糖,琼脂多糖和琼脂糖的混合物。琼脂糖是藻类细胞壁的支撑结构;它被煮沸后释放出来。琼脂是由半乳糖的亚基组成的聚合物。它的固体基质形式被广泛用作各种微生物应用的培养基。

光纤是用来沿一根纤维线以光脉冲的形式传输信息的。它们通常用于高性能和长距离的数据网络。

藤原说,他们制造的光纤是一个外径为2.5毫米的圆柱体,内部由六个0.5毫米的圆柱体形状的气孔包围实心。由于空气孔和琼脂芯的折射率的不同,它限制了光线。

藤原说,他们用食品级琼脂制成了这种纤维,并使用沿轴纵向排列的六根内部棒对其进行塑形。他说,这种凝胶将自己分布在所有可用的空间中。冷却后,为了形成空气孔,他们将棒移除,将凝固的波导从模具中释放出来。纤维的几何形状和折射率可以通过分别改变模具设计和琼脂溶液的组成来改变。

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光学传感应用

研究小组在各种介质中测试了光纤,包括空气、水、丙酮和乙醇。他们的结论是,它与上下文有关。根据Fujiwara的说法,光纤凝胶在pH值、湿度和温度变化的情况下会发生结构变化,这使得它可以应用于光学传感。

它的另一个有前景的应用包括它可能同时作为微生物的生长介质和光学传感器。藤原说,在这种情况下,波导可以被设计成含有所需营养素的一次性样品。它将通过光学感应设备上固定的细胞,而光谱仪或照相机可以分析信号。

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