Разработана инновационная ультразвуковая нанотехнология которая позволяет ученым, исследовать организм человека на клеточном уровне, а это помогает точной постановке диагноза при серьезных заболеваниях.
Новую методику разработали ученые из Ноттингемского университета (Великобритания). Ранее ультразвуковая технология использовалась для осмотра тела в целом и его органов (например, исследование плода), а сейчас – для того, чтобы изучить клетку изнутри. Составляющие новой технологии будут в тысячу раз меньше нынешних систем.
Технология будет настолько крошечной, что позволит ученым не только рассмотреть, но и получить изображение клетки человеческого организма, что должно значительно расширить понимание структуры и функционирования клетки и поможет выявить аномалии для диагностирования серьезных заболеваний, таких, как некоторые формы рака.
В ультразвуковых исследованиях используются волны с частотой, которая не слышна человеческому уху – 20 КГц и выше. Для ультразвукового исследования пациентов в медицине используется электрический преобразователь размером со спичечный коробок для выработки волн с более высокой частотой – в 100-1000 раз выше. Ученые из Ноттингемского университета намерены сконструировать прибор с миниатюрными размерами и датчиками, которые будут работать на частоте в тысячу раз выше, чем ранее. А преобразователи будут в 0 раз меньше ширины человеческого волоса. Они способны генерировать звуковые волны в диапазоне гГц.
Доктор Мэтт Кларк из «Tottingham Ultrasonics Group» сообщил: «Исследуя механические свойства внутри клетки, мы сможем узнать больше о ее строении и функционировании. Но с другой стороны – это как прыжок в неизвестность – ведь такого не удавалось достичь раньше. Одна из причин – сложность технического исполнения. Для того чтобы получить наноультразвук, необходимо изготовить специальные преобразователи. А это значит, что преобразователь размером со спичечный коробок необходимо уменьшить до наномасштаба. Как подключить электрический провод к чему-то маленькому? Наше решение этой проблемы – создать оптический прибор, принцип работы которого будет основываться на лазерном излучении, а не на потоке электронов электрического тока.
Новая технология позволяет ученым увидеть объекты, размер которых меньше, чем тот, что различим оптическими микроскопами, например, отдельные молекулы. Кроме применения в медицине данная технология может использоваться в испытательном оборудовании в промышленности для оценки точности и качества материалов, выявления дефектов – что имеет огромное значение для работы прибора и его надежности.
Ультразвук используется для проверки компонентов шасси самолетов в аэроиндустрии на наличие микротрещин и повреждений, которые могут быть не видны при осмотре, но могут проявиться в процессе использования.
Доктор Кларк добавляет: «Наша технология также используется в наноинженерии, так как нанотехнология находит свое широкое применение в сфере техники. Сейчас, когда приборы и их составные части становятся все меньше и меньше, то и испытательное оборудование должно уменьшаться в размере соответственно.
Для наноэлектромеханических (NEMS) и микроэлектромеханических (MEMS) приборов необходимо качественное испытательное оборудование с тем же набором функций, что и полномерное оборудование.