ورقة اصطناعية تتحكم بالقلب عبر الضوء

طوّر باحثون من جامعة شيكاغو الأمريكية، ورقةً اصطناعيةً تعتمد على تقنية «النانو بلازمونيات» لتحويل الضوء إلى طاقة بكفاءة عالية، واستخدموها لتشغيل جهاز حيوي لاسلكي قادر على تحفيز الأعصاب وتنظيم ضربات القلب في تجارب على نماذج حيوانية.

وأجرى فريق بحثي من كلية بريتزكر للهندسة الجزيئية، وقسم الكيمياء بجامعة شيكاغو، بالتعاون مع جامعات ومختبرات دولية، تطوير مادة نانوية دقيقة مكوّنة من هياكل معدنية من الذهب وثاني أكسيد التيتانيوم، تمتص الضوء وتحوّله إلى طاقة كهربائية فعالة.
واختبر الباحثون الورقة الاصطناعية عبر وضعها على قلب فأر، حيث نجحت بالتحكم في نبضاته باستخدام الضوء، كما استخدمت لتحفيز العصب الوركي، ما يشير إلى إمكانية توظيفها مستقبلًا لعلاج الألم العصبي.

كما طوّر الفريق منصة استشعار ضوئي تعمل بطريقة تشبه الشاشة، لكنها تعتمد على الضوء بدل اللمس، حيث يتم التقاط الإشارات وتحليلها باستخدام الذكاء الاصطناعي لإعادة بناء الأنماط المدخلة.
وأظهرت النتائج أن التصميم الجديد يعزز كفاءة تحويل الطاقة مقارنة بالمواد التقليدية، ويمنح قدرة عالية على تشغيل أجهزة حيوية لاسلكية دون الحاجة إلى مصدر طاقة مباشر.
ويأمل الباحثون أن تفتح هذه التقنية المجال لتطوير أجهزة طبية قابلة للزرع وأنظمة تفاعل جديدة بين الإنسان والآلة تعتمد على الضوء بدل الإشارات الكهربائية التقليدية.