Оптическое волокно из агара было произведено в Университете Кампинас (ЮНИКАМП) в штате Сан-Паулу, Бразилия.
Это волокно является, как заявлено – съедобным, биосовместимым и биоразлагаемым. Оно также может использоваться в медицине для визуализации структуры тела, локализованной доставки света в фототерапии или оптогенетике (например, для стимуляции нейронов светом для исследования нервных цепей в живом мозге) и локализованной доставки лекарств.
Другим возможным применением является обнаружение микроорганизмов в конкретных органах, и в этом случае зонд будет полностью поглощен организмом после выполнения его функции.
Исследовательский проект, который был поддержан Исследовательским фондом Сан-Паулу - FAPESP, вел Эрик Фудзивара, профессор Школы машиностроения ЮНИКАМП, и Криштиану Кордейру, профессор Физического института ЮНИКАМП им. Глеба Ватагина, в сотрудничестве с Хиромасой Оку, профессор в университете Гунма в Японии.
Статья об исследовании опубликована в научных докладах.
Агар, также называемый «агар-агар», представляет собой природный желатин, полученный из морских водорослей. Его состав состоит из смеси двух полисахаридов, агарозы и агаропектина. «Наше оптическое волокно представляет собой агаровый цилиндр с внешним диаметром 2,5 мм и регулярным внутренним расположением шести 0,5 мм цилиндрических отверстий вокруг твердой сердцевины. Свет ограничен из-за разницы между показателями преломления сердцевины агара и воздушные отверстия ", сказал Фудзивара.
«Для производства волокна мы налили пищевой агар в форму с шестью внутренними стержнями, расположенными вдоль основной оси», - продолжил он. «Гель распределяется, чтобы заполнить доступное пространство. После охлаждения стержни удаляются, чтобы сформировать воздушные отверстия, и затвердевший волновод высвобождается из формы. Показатель преломления и геометрию волокна можно адаптировать, изменяя состав агара. дизайн решения и формы, соответственно. "
Исследователи проверили волокно в различных средах, от воздуха и воды до этанола и ацетона, и пришли к выводу, что оно чувствительно к контексту. «Тот факт, что гель претерпевает структурные изменения в ответ на изменения температуры, влажности и pH, делает волокно пригодным для оптического зондирования», - сказала Фудзивара.
Другим многообещающим применением является его одновременное использование в качестве оптического датчика и ростовой среды для микроорганизмов. «В этом случае волновод может быть сконструирован как одноразовый образец, содержащий необходимые питательные вещества. Иммобилизованные клетки в устройстве будут оптически обнаружены, а сигнал будет проанализирован с помощью камеры или спектрометра», - сказал он.