Crean fibra óptica biodegradable con gel de algas marinas

El agar, por su parte, es una gelatina natural obtenida de algas marinas. Su composición consiste en una mezcla de dos polisacáridos, agarosa y agaropectina. Foto: Tomada del estudio publicado en Scientific Reports

Comestible, biocompatible y biodegradable. Así es la fibra óptica hecha de agar, una sustancia gelatinosa obtenida de varias especies de algas marinas, la cual ha sido producida en la Universidad de Campinas, en Sao Paulo, Brasil.

A través de un estudio de la Fundación de Investigación de São Paulo (FAPESP); la Escuela de Ingeniería Mecánica de UNICAMP; el Instituto de Física Gleb Wataghin de UNICAMP; y profesionales de la Universidad de Gunma en Japón, se logró la fabricación de una fibra óptica de agar.

Una fibra óptica es una fibra de vidrio o plástico que transporta la luz a lo largo de su longitud. Las fibras ópticas se usan ampliamente en las comunicaciones por fibra, lo que permite la transmisión a distancias más largas y a mayores anchos de banda (velocidades de datos) que otras formas de comunicación.

El agar, por su parte, es una gelatina natural obtenida de algas marinas. Su composición consiste en una mezcla de dos polisacáridos, agarosa y agaropectina.

En ese sentido, la característica principal de esta nueva fibra óptica es que se trata de una fibra completamente natural.

“Nuestra fibra óptica es un cilindro de agar con un diámetro externo de 2.5 milímetros [mm] y una disposición interna regular de seis agujeros de aire cilíndricos de 0.5 mm alrededor de un núcleo sólido. La luz es confinada debido a la diferencia entre los índices de refracción del núcleo de agar y los agujeros de aire”, dijo el profesor Eric Fujiwara, de la Escuela de Ingeniería Mecánica.

Una de las principales ventajas de esta fibra es que es comestible, biocompatible y biodegradable. Asimismo, la investigación publicada en Scientific Reports señala que la aplicación de esta fibra sería médica: permitirá obtener imágenes en vivo de las vísceras o la estructura corporal. Además, se puede aplicar para la detección bioquímica, en donde la sonda de fibra óptica de alga puede ser implantada y luego completamente absorbida por el organismo.

Adicionalmente, los expertos han señalado que esta nueva fibra óptica podría utilizarse para detectar los microorganismos en órganos específicos; y administrar la luz para la fototerapia o el diagnóstico, es decir, estimular las neuronas con luz para estudiar los circuitos neuronales en un cerebro vivo, por ejemplo.

“Para producir la fibra, vertimos agar de calidad alimentaria en un molde con seis varillas internas colocadas a lo largo del eje principal. (…) El gel se distribuye solo para llenar el espacio disponible. Después de enfriar, las varillas se retiran para formar agujeros de aire, y la guía de onda solidificada se libera del molde. El índice de refracción y la geometría de la fibra se pueden adaptar variando la composición del agar solución y diseño de moldes, respectivamente”, señala el estudio

La fibra óptica fue sometida a pruebas en diferentes medios desde los más manejables, como el agua y el aire, hasta los más agresivos, como la acetona y el etanol, donde los cambios en el estado de la fibra reducen su funcionalidad en cuestión de segundos.

“El hecho de que el gel sufra cambios estructurales en respuesta a las variaciones de temperatura, humedad y pH hace que la fibra sea adecuada para la detección óptica”, concluyó el profesor Fujiwara.

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