Машине које могу да виде кроз предмете и унутар људског тела у стварном времену постоје већ деценијама. Али због свог обима и трошкова, углавном се налазе на аеродромима, где се користе за скрининг, или у медицинским зградама, где МРИ-објекти - који се састоје из више просторија - могу коштати више од три милиона долара.
Али заједнички напор научника Националне лабораторије Сандиа, Универзитета Рице и Токијског технолошког института има за циљ да ову врсту снимка учини много преноснијом и приступачнијом - променом која би могла имати велике последице на медицинско снимање, прегледе путника и чак инспекцију хране. .
Техника, детаљно описана у часопису Нано Леттерс, користи терахерц зрачење (познато и подмилиметарски талас, због величине њихових таласних дужина), које пада између мањих таласних дужина које се обично користе за електронику и већих таласа који се користе за оптику. Таласе емитује предајник, али за разлику од већих машина, пресреће их детектор направљен од танког филма густо набијених угљеничних наноцевки, што чини процес снимања мање сложеним и гломазним.
Нешто слична технологија се већ користи у великим уређајима за проверу аеродрома. Али према речима Сандиа Лаб-а Францоис Леонарда, једног од аутора рада, нова техника користи још мање таласне дужине - између 300 гигахерца и 3 терахерца, уместо стандардних фреквенција милиметарских таласа од 30 до 300 гигахерца.
Мања величина таласне дужине могла би бити корисна у сигурносне сврхе, каже Леонард: Неки експлозиви који нису толико видљиви у милиметарском распону могу се видјети помоћу терахертз технологије. Дакле, не само да би ови детектори могли да омогуће брже пројекције, захваљујући својој мањој величини, већ би могли и боље да се уклопе са задацима заустављања потенцијалних терориста.
За оне из индустрије био је изазов пронаћи материјале који не само да могу ефикасно апсорбирати енергију на тако ниским фреквенцијама, већ их претварају у користан електронски сигнал - и зато је технологија откривања права иновација. Због тога што угљеничне наноцјевчице (дуге, танке цилиндричне мелодије угљеничних молекула) одлично успевају при апсорпцији електромагнетне светлости, истраживачи су дуго били заинтересовани за њихову употребу као детектора. Али у прошлости, пошто су терахертски таласи велики у поређењу са величином наноцевки, било им је потребно да користите антену, што повећава захтеве за величином, трошковима и снагом уређаја.
"[Претходни] детектори наноцевки су користили само једну или неколико наноцеви", каже Леонард. "Пошто су наноцевке толико мале, терахертско зрачење је требало усмјерити на наноцјевчицу да би се побољшала детективност."
Међутим, истраживачи су пронашли начин да комбинују неколико наноцевки у густо набијени танки филм, комбинујући и металне наноцевке, које апсорбују таласе, и полупроводне наноцевке, које помажу да таласе претворе у корисни сигнал. Леонард каже да би достизање ове густине коришћењем других врста детектора било изузетно тешко.
Према истраживачима, ова техника не захтева додатну снагу за рад. Такође може да ради на собној температури - велика добит за одређене примене попут МРИ машина, које се морају окупати у течном хелијуму (достижући температуре око 450 степени испод нуле Фахренхеита) да би се постигле високо квалитетне слике.
Овај видео даје поглед иза сцене како изгледа поступак:
Физичар са Универзитета Рајс Јуницхиро Коно, један од других аутора папира, сматра да се ова технологија може такође користити за унапређење безбедносне прегледе путника и терета. Али такође верује да би технологија терахерца могла једног дана заменити гломазне, скупе МРИ машине са много мањим уређајем.
„Потенцијална побољшања у величини, лакоћи, трошковима и покретљивости детектора на бази терахерца су феноменална“, рекао је Коно у причи о истраживању са Универзитета Рице. „Помоћу ове технологије могли бисте замислити ручну терахертску камеру за детекцију која у стварном времену слика туморе са прецизном тачношћу. А то би се могло учинити и без застрашујуће природе МРИ технологије. "
Леонард каже да је прерано рећи када ће се њихови детектори пробити из лабораторија до стварних уређаја, али каже да ће се они прво моћи користити на преносним уређајима за преглед хране или других материјала, а да их притом не оштете или не ометају. За сада је техника још увек у повојима, ограничена на лабораторију. Вероватно ћемо морати да сачекамо док се произведу прототипови пре него што тачно знамо где ће ови терахерцски детектори најбоље функционисати.
