Flexível, LEDs orgânicos ultraleves e altamente duráveis prometem novas formas de telas vestíveis. Crédito:University of St Andrews
Uma equipe de cientistas da Universidade de St Andrews desenvolveu uma nova maneira de tornar o mais durável, a fonte de luz mais leve e mais fina disponível até agora, que pode revolucionar o futuro das tecnologias móveis e abrir caminho para novos avanços na ciência do cérebro.
Escrito em dois artigos separados e publicado em Nature Communications hoje (segunda-feira, 7 de dezembro), a nova pesquisa no desenvolvimento de LEDs orgânicos, liderado pela Escola de Física e Astronomia da Universidade de St Andrews, tem implicações não apenas para os projetos futuros de telefones celulares e tablets, mas também pode desempenhar um papel fundamental na pesquisa neurocientífica e nas tecnologias clínicas usadas para ajudar pacientes que sofrem de doenças neurológicas.
Usando uma combinação de moléculas eletroluminescentes orgânicas, óxido de metal e camadas de proteção de polímero biocompatível, os cientistas criaram LEDs orgânicos que são tão finos e flexíveis quanto a película aderente que usamos diariamente em casa. As novas fontes de luz desenvolvidas terão implicações futuras para telas digitais e podem ser usadas para fazer telas mais leves e finas para telefones e tablets; telas que são grandes quando olhamos para elas, mas isso pode ser dobrado ou enrolado quando não estiver em uso.
A longo prazo, esses novos LEDs também podem ser usados em tratamentos para doenças neurológicas em que proteínas bloqueadas por luz são implantadas para modular a atividade cerebral em pacientes.
Os LEDs orgânicos flexíveis e ultraleves desenvolvidos na Universidade de St Andrews sobrevivem em condições adversas, incluindo debaixo d'água, imerso em solventes orgânicos, e mesmo em plasmas gasosos agressivos. Crédito:University of St Andrews
Tentativas anteriores de desenvolver LEDs orgânicos ultrafinos descobriram que eles enfrentavam problemas de estabilidade em ambientes com ar e umidade. Contudo, os novos LEDs foram considerados extremamente robustos, com testes mostrando que eles podem sobreviver debaixo d'água por semanas e resistir à exposição a solventes e plasmas gasosos. Os LEDs também podem ser dobrados em torno do fio de uma lâmina de barbear milhares de vezes e ainda funcionar perfeitamente - um experimento simples que destaca sua durabilidade extrema.
A robustez, O fator de forma extremo e a flexibilidade mecânica das novas fontes de luz abrem várias possibilidades para uso futuro e aplicações além das tecnologias móveis. Por exemplo, eles podem ser integrados em superfícies de trabalho, embalagens e roupas como indicadores auto-emissivos sem adicionar peso e volume ao produto. Além disso, sua estabilidade sob alta umidade e na água os torna ideais para aplicações vestíveis que requerem contato com a pele e para uso como implantes em pesquisas biomédicas.
Cientista líder para ambos os estudos, Professor Malte Gather, da Escola de Física e Astronomia, disse:"Nossos LEDs orgânicos são muito adequados para se tornarem novas ferramentas na pesquisa biomédica e neurocientífica e podem muito bem encontrar seu caminho na clínica no futuro."
Trabalhando com o Dr. Stefan Pulver da Escola de Psicologia e Neurociência em um estudo separado, os cientistas usaram luz de uma série de LEDs orgânicos em miniatura e um método neurocientífico chamado optogenética para direcionar a locomoção das larvas da mosca de uma forma altamente controlada.
A estimulação induzida pela luz dos neurônios sensoriais em uma larva de mosca usando LEDs orgânicos pode ser usada para estudar a base da locomoção. Crédito:University of St Andrews
Fornecer luz a segmentos corporais específicos de larvas de mosca rastejante permitiu aos pesquisadores estimular e silenciar neurônios sensoriais de maneira confiável. Dependendo de quando e onde a luz foi entregue, larvas começaram a rastejar para frente ou para trás, com a dinâmica da estimulação da luz controlando a velocidade de rastreamento e outros aspectos do movimento animal.
"Embora o mecanismo neuronal preciso por trás da resposta do animal permaneça desconhecido, agora estamos em uma posição muito melhor para testar uma série de hipóteses relacionadas à locomoção desses organismos, "explica a Dra. Caroline Murawski, da Escola de Física e Astronomia e o primeiro autor do segundo estudo.
Os pesquisadores estão atualmente combinando seu avanço na produção de luz, LEDs orgânicos flexíveis e robustos com o que aprenderam sobre o controle da atividade neural em moscas para fazer fontes de luz que podem ser implantadas no cérebro de organismos vertebrados. Isso permitirá que os pesquisadores estudem a função cerebral de uma maneira menos invasiva e mais versátil do que as técnicas existentes.
Além de contribuir para o desenvolvimento futuro de monitores móveis, e abrindo novos caminhos para a pesquisa básica, as tecnologias desenvolvidas nesses estudos poderiam, em última análise, ser usadas para melhorar os tratamentos clínicos, criando interfaces ópticas que enviam informações diretamente para o cérebro de pacientes humanos que sofrem de perda de visão, audição ou tato.
Os papeis, "Um sem substrato, flexível, e diodo emissor de luz orgânico resistente à água, "por C. Keum et al, e "Estimulação optogenética específica de segmento em Drosophila melanogaster com matrizes lineares de diodos emissores de luz orgânicos, "por C. Murawski et al, são publicados em Nature Communications .
