"T-rays " bisa mengarah pada pencitraan medis yang lebih aman

Medis

Dario Borghino

27 Mei 2014

3 gambar

Teknik baru dapat mendeteksi gelombang terahertz pada suhu kamar dengan cepat dan akurat (Gambar: University of Michigan)

Para peneliti di University of Michigan telah menemukan cara untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik secara akurat dalam rentang terahertz dengan terlebih dahulu mengubahnya menjadi suara. Kemajuan ini membuka aplikasi baru mulai dari keamanan bandara yang lebih ketat hingga pencitraan medis yang lebih aman.

Insinyur tahu betul bagaimana memanipulasi spektrum gelombang elektromagnetik yang luas untuk mengirim dan menerima sinyal. Namun, gelombang dengan frekuensi mulai 0, 1 hingga 10 THz sejauh ini merupakan pelanggan yang sangat sulit. Frekuensi mereka terlalu tinggi untuk diukur secara langsung oleh elektron gen-saat ini, sehingga para ilmuwan harus bergantung pada pengukuran sifat fisik mereka, seperti energi dan panjang gelombang mereka. Kami memiliki cara untuk melakukan hal itu, tetapi mereka sangat tidak efisien dan tidak praktis karena, antara lain, perangkat tersebut perlu didinginkan agar berfungsi dengan benar.

Sebuah tim yang dipimpin oleh Prof. Jay Guo di University of Michigan telah merancang dan menguji transduser yang mengisi apa yang disebut "celah terahertz" ini dengan mengubah gelombang terahertz frekuensi tinggi menjadi ultrasound, yang sudah kita ketahui bagaimana memprosesnya. . Lebih penting lagi, sistem melakukannya dengan cara yang dapat diandalkan dan mudah, dan dapat beroperasi pada suhu kamar.

Begini cara kerjanya. Ketika gelombang dalam rentang terahertz menghantam transduser, energi mereka diserap oleh nanotube karbon dan berubah menjadi panas. Panas memperluas jaringan halus dari plastik polydimethylsiloxane (PDMS) spons, menciptakan gelombang tekanan dalam kisaran ultrasound, seribu kali terlalu tinggi bagi telinga manusia untuk mengambil. Akhirnya, resonator microring hanya beberapa milimeter dengan diameter mengambil dan mengukur gelombang ultrasound.

Perangkat ini memiliki kecepatan respon kurang dari satu juta detik, yang merupakan empat lipat lebih cepat daripada perangkat sejenis. Hal ini memungkinkannya untuk mendeteksi pulsa individu dari gelombang terahertz, bukan hanya aliran yang terus menerus.

Menemukan cara praktis untuk berinteraksi dengan bagian spektrum elektromagnetik ini membuka kemungkinan baru yang menarik. Untuk satu, setiap objek beberapa derajat di atas nol mutlak memancarkan radiasi benda hitam pada spektrum ini. Mendeteksi ombak itu akan memungkinkan kita untuk secara akurat menggambarkan objek dari jauh, dari obat-obatan dan senjata di bandara hingga debu antar bintang di jauh dari Bima Sakti.

Selain itu, karena gelombang dalam spektrum ini dianggap tidak berbahaya bagi tubuh manusia (hanya menyebabkan peningkatan suhu yang ringan), mereka juga dapat digunakan untuk pencitraan dan diagnostik medis yang lebih aman dan lebih efektif.

Kemajuan ini dijelaskan dalam edisi terbaru jurnal Nature Photonics .

Sumber: Universitas Michigan

Seluruh perangkat hanya berukuran beberapa milimeter (Foto: University of Michigan)

Teknik baru dapat mendeteksi gelombang terahertz pada suhu kamar dengan cepat dan akurat (Gambar: University of Michigan)

Transduser dibentuk dari bahan plastik spons dengan karbon nanotube tertanam (Gambar: University of Michigan)

Direkomendasikan Pilihan Editor