Nieuw Micro-LED-Apparaat Van Northwestern University Breekt Nieuwe Terreinen In Neurowetenschappen En Breidt Toepassingen Zonder Display Uit

Onlangs heeft een onderzoeksteam van de Northwestern University een nieuwe doorbraak bereikt op het gebied van neurowetenschappen, met hun bevindingen gepubliceerd in het academische tijdschrift Nature Neuroscience. Ze ontwikkelden een klein, flexibel apparaat gebaseerd op Micro LED-arraytechnologie dat de natuurlijke sensorische paden van het lichaam kan omzeilen en signalen rechtstreeks naar de hersenen kan sturen. In tegenstelling tot traditionele hersen-computerinterfaces hoeft dit apparaat ter grootte van een postzegel - geïntegreerd met 64 Micro LED's - niet diep in het hersenweefsel te worden geïmplanteerd; in plaats daarvan wordt het onder de hoofdhuid en boven de schedel geplaatst. Op een niet-invasieve manier zendt het precieze lichtpulsen uit die door het bot dringen om specifieke neurongroepen in de hersenschors te activeren. Door de intensiteit, frequentie en timing van elke LED in real-time te regelen, kunnen onderzoekers bijna ontelbare stimuleringspatronen genereren om de gedistribueerde neurale netwerkactiviteit van de hersenschors tijdens echte sensorische ervaringen te simuleren, in plaats van alleen lokale neuronen te activeren. In experimenten met genetisch gemodificeerde, lichtgevoelige muizen leerden de knaagdieren snel deze lichtsignalen te interpreteren als zinvolle instructies en dienovereenkomstig beslissingen te nemen, waarbij ze met succes een reeks complexe gedragstaken voltooien zonder de betrokkenheid van aanraking, zicht of gehoor. Het onderzoeksteam verklaarde dat deze nieuwe technologie naar verwachting in de toekomst zal worden toegepast in medische scenario's zoals prothetische sensorische feedback, pijnregulatie, neurologische revalidatie en hersengestuurde robotarmen.

Lang beschouwd als de ultieme displaytechnologie van de volgende generatie na OLED - gebruikt bij de productie van tv's, smartwatches en AR-brilschermen - heeft Micro LED ook een enorm toepassingspotentieel getoond op niet-displaygebieden, dankzij de kenmerken zoals ultra-kleine afmetingen, hoge integratie, reactiesnelheid op nanosecondeniveau, uitstekende stabiliteit en levensduur, en instelbare lichtgolflengten, zoals aangetoond door het laatste onderzoek van Northwestern University. Op het gebied van biomedische gezondheidsmonitoring heeft de wereldwijde academische gemeenschap een verscheidenheid aan medische studies uitgevoerd met behulp van Micro LED-technologie. Zo ontwikkelde het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) een draagbare patch bestaande uit flexibele Micro LED-arrays, die haarfollikelcellen stimuleert door middel van rode licht Micro LED-bestraling om de haargroei aanzienlijk te bevorderen; een gezamenlijk onderzoeksteam van de Universiteit van Göttingen en de Universiteit van Freiburg in Duitsland ontwikkelde een optisch cochleair implantaat gebaseerd op Micro LED-technologie - in vergelijking met traditionele elektrische stimulatie cochleaire implantaten kan lichtstimulatie specifieke auditieve zenuwen in de cochlea nauwkeuriger activeren, waardoor de geluidsfrequentieresolutie van slechthorenden aanzienlijk wordt verbeterd; onderzoekers aan de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland gebruikten flexibele Micro LED-implantaten die rechtstreeks op ruggenmergletsels werden bevestigd en activeerden door middel van precieze elektro-optische stimulatie specifieke neurale circuits om verlamde muizen te helpen het vermogen om te lopen terug te krijgen, wat nieuwe ideeën opleverde voor de behandeling van ruggenmergletsels bij mensen; daarnaast hebben de Yonsei University in Zuid-Korea, het Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen en de University of Washington ook Micro LED-technologie toegepast bij het versnellen van wondgenezing, in vivo geneesmiddelenmonitoring, bloedzuurstof- en bloedstroommonitoring, enz.

Op het gebied van optische communicatie ontwikkelt Micro LED zich snel en wordt het beschouwd als een belangrijke focus van de toekomstige niet-displaytoepassingen. Volgens het 2025 Micro LED Display and Non-display Application Market Analysis rapport van TrendForce, heeft Micro LED, met de toenemende vraag van datacenters, als een optische interconnectielichtbron de voordelen van laag stroomverbruik, hogere gegevensoverdrachts dichtheid en betere temperatuurstabiliteit, en wordt verwacht dat het resourceondersteuning zal krijgen om de technologische vooruitgang te stimuleren en de chipvraag in de toekomst te stimuleren. Onlangs verklaarde Mersen Technology, een high-speed connectiviteitsbedrijf, dat het optimistisch is over de ontwikkeling van Micro LED-gebaseerde Active LED Cables (ALC) op het gebied van datacenters, monsters aan klanten heeft verstrekt en van plan is om gerelateerde technologieën in 2027 in massa te produceren. In de academische gemeenschap in binnen- en buitenland wordt continu onderzoek gedaan naar de optische communicatiemogelijkheden van Micro LED, met onderzoeksrichtingen waaronder Li-Fi zonne-energieontvangst, centimeter-niveau signaalpositionering binnenshuis, communicatie met onderwater dronen zwermen, enz.

Daarnaast kan Micro LED-technologie ook worden toegepast in sensorische detectie en industriële gebieden, zoals gestructureerde licht 3D-gezichtsherkenning, microscoop gestructureerde lichtverlichting, industriële niet-destructieve testen, maskervrije lithografie, zeer nauwkeurige 3D-printmotoren, enz.