En optisk fiber gjord av agar har producerats vid University of Campinas (UNICAMP) i delstaten São Paulo, Brasilien. Denna enhet är ätbar, biokompatibel och biologiskt nedbrytbar. Den kan användas in vivo för kroppsstrukturavbildning, lokaliserad ljusleverans i fototerapi eller optogenetik (t.ex. stimulerar neuroner med ljus för att studera neurala kretsar i en levande hjärna), och lokaliserad läkemedelstillförsel.

En annan möjlig tillämpning är detektion av mikroorganismer i specifika organ, i vilket fall sonden skulle absorberas helt av kroppen efter att ha utfört sin funktion.

Forskningsprojektet, som stöddes av São Paulo Research Foundation—FAPESP, leddes av Eric Fujiwara, professor vid UNICAMPs School of Mechanical Engineering, och Cristiano Cordeiro, en professor vid UNICAMPs Gleb Wataghin Institute of Physics, i samarbete med Hiromasa Oku, professor vid Gunma University i Japan.

En artikel om studien publiceras i Vetenskapliga rapporter .

Agar, även kallad agar-agar, är ett naturligt gelatin som erhålls från marina alger. Dess sammansättning består av en blandning av två polysackarider, agaros och agaropektin. "Vår optiska fiber är en agarcylinder med en ytterdiameter på 2,5 millimeter [mm] och ett vanligt inre arrangemang av sex 0,5 mm cylindriska lufthål runt en solid kärna. Ljus är begränsat på grund av skillnaden mellan agarkärnans brytningsindex och lufthålen, " berättade Fujiwara.

"För att producera fibern, vi hällde agar av livsmedelskvalitet i en form med sex inre stavar placerade på längden runt huvudaxeln, " fortsatte han. "Gelen fördelar sig själv för att fylla det tillgängliga utrymmet. Efter kylning, stängerna tas bort för att bilda lufthål, och den stelnade vågledaren frigörs från formen. Fiberns brytningsindex och geometri kan anpassas genom att variera agarlösningens sammansättning och formdesign, respektive."

Forskarna testade fibern i olika medier, från luft och vatten till etanol och aceton, drar slutsatsen att det är kontextkänsligt. "Det faktum att gelén genomgår strukturella förändringar som svar på variationer i temperatur, fukt och pH gör fibern lämplig för optisk avkänning, " sa Fujiwara.

En annan lovande tillämpning är dess samtidiga användning som en optisk sensor och ett tillväxtmedium för mikroorganismer. "I detta fall, vågledaren kan utformas som en engångsprovenhet som innehåller de nödvändiga näringsämnena. De immobiliserade cellerna i enheten skulle avkännas optiskt, och signalen skulle analyseras med en kamera eller spektrometer, " han sa.