Un team di scienziati dell'Università di St Andrews ha sviluppato un nuovo modo di realizzare il più durevole, sorgente di luce leggera e più sottile disponibile finora, che potrebbe rivoluzionare il futuro delle tecnologie mobili e aprire la strada a nuovi progressi nella scienza del cervello.

Scritto in due articoli separati e pubblicato in Comunicazioni sulla natura oggi (lunedì 7 dicembre), la nuova ricerca nello sviluppo dei LED organici, guidato dalla Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di St Andrews, ha implicazioni non solo per i progetti futuri di telefoni cellulari e tablet, ma potrebbe anche svolgere un ruolo chiave nella ricerca neuroscientifica e nelle tecnologie cliniche utilizzate per aiutare i pazienti che soffrono di malattie neurologiche.

Utilizzando una combinazione di molecole elettroluminescenti organiche, strati di protezione in ossido metallico e polimeri biocompatibili, gli scienziati hanno creato LED organici sottili e flessibili come la pellicola trasparente che usiamo tutti i giorni a casa. Le nuove sorgenti luminose sviluppate avranno implicazioni future per i display digitali e possono essere utilizzate per realizzare display più leggeri e sottili per telefoni e tablet; schermi che sono grandi quando li guardiamo, ma che può essere piegato o arrotolato quando non in uso.

A lungo termine, questi nuovi LED potrebbero essere utilizzati anche nei trattamenti per le malattie neurologiche in cui le proteine ​​dipendenti dalla luce vengono utilizzate per modulare l'attività cerebrale nei pazienti.

I precedenti tentativi di sviluppare LED organici ultrasottili hanno riscontrato che avevano problemi di scarsa stabilità in ambienti con aria e umidità. Però, i nuovi LED si sono rivelati estremamente robusti con test che hanno dimostrato che possono sopravvivere sott'acqua per settimane e resistere all'esposizione a solventi e plasmi di gas. I LED possono anche essere piegati intorno al bordo di una lametta migliaia di volte e funzionano ancora perfettamente, un semplice esperimento che mette in evidenza la loro estrema durata.

La robustezza, l'estremo fattore di forma e la flessibilità meccanica delle nuove sorgenti luminose aprono diverse possibilità per usi futuri e applicazioni al di là delle tecnologie mobili. Ad esempio, potrebbero essere integrati nei piani di lavoro, packaging e abbigliamento come indicatori autoemissivi senza aggiungere peso e volume al prodotto. Per di più, la loro stabilità in condizioni di elevata umidità e in acqua li rende ideali per applicazioni indossabili che richiedono il contatto con la pelle e per l'uso come impianti nella ricerca biomedica.

Scienziato capo per entrambi gli studi, Professor Malte Gather della Scuola di Fisica e Astronomia, ha dichiarato:"I nostri LED organici sono molto adatti per diventare nuovi strumenti nella ricerca biomedica e neuroscientifica e potrebbero trovare la loro strada nella clinica in futuro".

Lavorando con il Dr. Stefan Pulver della Scuola di Psicologia e Neuroscienze in uno studio separato, gli scienziati hanno utilizzato la luce di una serie di LED organici in miniatura e un metodo neuroscientifico chiamato optogenetica per dirigere la locomozione delle larve di mosca in modo altamente controllato.

Fornire luce a specifici segmenti corporei di larve di mosca strisciante ha permesso ai ricercatori di stimolare e silenziare i neuroni sensoriali in modo affidabile. A seconda di quando e dove è stata erogata la luce, le larve iniziarono a strisciare avanti o indietro, con la dinamica della stimolazione luminosa che controlla la velocità di gattonare e altri aspetti del movimento degli animali.

"Mentre il preciso meccanismo neuronale alla base della risposta animale rimane sconosciuto, ora siamo in una posizione molto migliore per testare una serie di ipotesi relative alla locomozione di questi organismi, " spiega la dott.ssa Caroline Murawski, della Scuola di Fisica e Astronomia e primo autore del secondo studio.

I ricercatori stanno attualmente combinando la loro scoperta nel fare luce, LED organici flessibili e robusti con ciò che hanno imparato sul controllo dell'attività neurale nelle mosche per creare sorgenti luminose che possono essere impiantate nel cervello degli organismi vertebrati. Ciò consentirà ai ricercatori di studiare la funzione cerebrale in modo meno invasivo e più versatile rispetto alle tecniche esistenti.

Oltre a contribuire allo sviluppo futuro dei display mobili, e aprendo nuove strade per la ricerca di base, le tecnologie sviluppate in questi studi potrebbero infine essere utilizzate per migliorare i trattamenti clinici creando interfacce ottiche che inviano informazioni direttamente al cervello di pazienti umani che soffrono di perdita della vista, udito o senso del tatto.

I giornali, "Un substrato senza flessibile, e diodo organico a emissione di luce resistente all'acqua, " di C. Keum et al, e "Stimolazione optogenetica segmento-specifica in Drosophila melanogaster con matrici lineari di diodi emettitori di luce organici, " di C. Murawski et al, sono pubblicati in Comunicazioni sulla natura .