Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Najmenší ultrazvukový detektor na svete je menší ako krvná bunka

Najmenší ultrazvukový detektor na svete je menší ako krvná bunka
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
21. 9. 2020
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Nemeckým vedcom sa podarilo vyvinúť najmenší ultrazvukový detektor, aký bol kedy vyrobený. Je menší ako krvinka a otvára nové možnosti v oblasti známej ako zobrazovanie v super rozlíšení. Výsledky sú vraj „úchvatné“ a táto technológia by mohla umožniť štúdium biologického tkaniva v ohromných detailoch.

Novo vyvinuté zariadenie je dielom vedcov z Helmholtzovho centra v Mníchove a ich kolegov z Technickej univerzity v Mníchove. Predstavuje odklon od technológie, ktorá stojí za tradičným ultrazvukovým zobrazovaním. To sa zvyčajne spolieha na takzvané piezoelektrické zariadenia, ktoré zoberú tlak vytvorený ultrazvukovými vlnami a premenia ho na elektrické napätie.

Kvalita obrazu produkovaná touto metódou je pritom priamo spojená s veľkosťou piezoelektrického detektora. Čím menší je detektor, tým vyššie je rozlíšenie, čo však zasa narúša citlivosť zariadenia. Autori novej štúdie podrobne popisujú riešenie tohto problému prechodom na iný typ zobrazovacej technológie, ktorá sa spolieha na takzvanú kremíkovú fotoniku.

Kremíková fotonika je technológia, ktorá má veľký potenciál v oblastiach, ako je výpočtová technika novej generácie a prenos dát, pretože umožňuje zostavenie miniaturizovaných optických komponentov na vrchole malých kremíkových čipov. Kremík je pritom schopný obmedziť svetlo na veľmi malé rozmery. Túto schopnosť vedci dokázali využiť pre svoje priekopnícke zariadenie.

Kremíkový čip s radom ultrazvukových detektorov (pre ľudské oko neviditeľné), s čiernymi rytinami na vrchole fotonických obvodov, ktoré spájajú rôzne detektory.

Zariadenie nesie označenie kremíkový detektor založený na vlnovode a etalalóne (v skratke SWED) a funguje tak, že namiesto sledovania napätia pomocou piezoelektrických kryštálov zachytáva zmeny v intenzite svetla pri ich šírení cez miniaturizované fotonické obvody. Prístroj je menší ako krvná bunka a podľa tímu ide vôbec o prvý prípad, kedy sa na detekciu ultrazvuku použil detektor tejto veľkosti.

Nový ultrazvukový detektor SWED je veľký asi pol mikrónu a je teda najmenej 10 000-krát menší ako najmenšie piezoelektrické detektory v klinickom použití. To mu dáva schopnosť zobrazovať prvky menšie ako jeden mikrometer. Tento prístup zobrazovania v takzvanom super rozlíšení by sa mohol dať uplatniť na bunky a tkanivá. Technológia by mohla otvoriť nové možnosti v biomedicínskom výskume a v klinickej diagnostike. Mohol by tiež umožniť štúdium ultrazvukových vĺn spôsobmi, ktoré predtým neboli možné.