Strojevi koji mogu vidjeti kroz predmete i unutar ljudskog tijela u stvarnom vremenu postoje već desetljećima. Ali zbog svoje velike količine i troškova, uglavnom se nalaze u zračnim lukama, gdje se koriste za preglede, ili u medicinskim zgradama, gdje MRI-objekti - koji se sastoje iz više prostorija - mogu koštati više od tri milijuna dolara.
Ali zajednički napor znanstvenika iz Nacionalne laboratorije Sandia, Sveučilišta Rice i Tokijskog tehnološkog instituta ima za cilj napraviti ovu vrstu snimka mnogo prijenosnijom i pristupačnijom - promjenom koja bi mogla imati velike posljedice na medicinsko snimanje, preglede putnika, pa čak i inspekciju hrane.,
Tehnika, opisana u časopisu Nano Letters, koristi terahertsko zračenje (poznato i kao submilimetarski valovi, zbog veličine njihove valne duljine), koje pada između manjih valnih duljina koje se obično koriste za elektroniku i većih valova koji se koriste za optiku. Valove emitira predajnik, ali za razliku od većih strojeva, presreće ih detektor napravljen od tankog filma gusto nabijenih ugljikovih nanocjevčica, što čini postupak snimanja manje složenim i glomaznim.
Nešto slična tehnologija već se koristi u velikim uređajima za promatranje u zračnoj luci. No, prema Sandia Lab François Léonard, jedan od autora rada, nova tehnika koristi još manje valne duljine - između 300 gigaherca i 3 teraherca, umjesto standardnih 30 do 300 gigahertskih frekvencija milimetrskih valova.
Manja veličina valne duljine mogla bi biti korisna u sigurnosne svrhe, kaže Léonard: Neki eksplozivi koji nisu toliko vidljivi u milimetarskom rasponu mogu se vidjeti pomoću terahertz tehnologije. Dakle, ne samo da bi ovi detektori mogli omogućiti brže projekcije zahvaljujući svojoj manjoj veličini, već bi mogli i bolje odgovarati zadatku zaustavljanja potencijalnih terorista.
Oni u industriji bili su izazov pronaći materijale koji ne samo da mogu učinkovito apsorbirati energiju na tako niskim frekvencijama, već ih pretvaraju u koristan elektronički signal - i zato je tehnologija otkrivanja prava inovacija. Budući da ugljikove nanocjevčice (duge, tanke cilindrične melodije ugljikovih molekula) izvrsno apsorbiraju elektromagnetsku svjetlost, istraživači su dugo zainteresirani za njihovu upotrebu kao detektora. No, u prošlosti, jer su valovi teraherca veliki u usporedbi s veličinom nanocjevčica, zahtijevali su im antenu, što doprinosi veličini, troškovima i snazi uređaja.
"[Prethodni] detektori nanocjevčica koristili su samo jednu ili nekoliko nanocijevi", kaže Léonard. "Budući da su nanocjevčice toliko male, terahertsko zračenje mora se usmjeriti na nanocjevčicu da bi se poboljšala detektivnost."
Međutim, istraživači su pronašli način da kombiniraju nekoliko nanocjevčica u gusto nabijeni tanki film, kombinirajući metalne nanocjevčice koje apsorbiraju valove i poluvodičeve nanocjevčice koje pomažu pretvoriti valove u signal koji se može iskoristiti. Léonard kaže da bi postizanje ove gustoće pomoću drugih vrsta detektora bilo izuzetno teško.
Prema istraživačima, ova tehnika ne zahtijeva dodatnu snagu za rad. Može raditi i na sobnoj temperaturi - velika dobit za određene aplikacije poput MRI strojeva, koji se moraju okupati u tekućem heliju (postižući temperature oko 450 stupnjeva ispod nule Fahrenheita) kako bi se postigle visokokvalitetne slike.
Ovaj videozapis daje u hodu pogled na to kako izgleda postupak:
Fizičar sa Sveučilišta Rice Junichiro Kono, jedan od drugih autora papira, smatra da se tehnologija može također poboljšati sigurnosne preglede putnika i tereta. No vjeruje i kako bi tehnologija teraherca mogla jednog dana zamijeniti glomazne, skupe MRI uređaje s mnogo manjim uređajem.
"Potencijalna poboljšanja u veličini, lakoći, troškovima i pokretljivosti detektora na bazi teraherca su fenomenalna", rekao je Kono u priči o istraživanju Sveučilišta Rice. "Pomoću ove tehnologije mogli biste zamisliti ručnu terahertsku kameru za otkrivanje koja tumore slika u stvarnom vremenu s preciznom preciznošću. A to bi se moglo učiniti i bez zastrašujuće prirode MRI tehnologije. "
Léonard kaže da je prerano reći kada će njihovi detektori prijeći iz laboratorija do stvarnih uređaja, ali kaže da se oni najprije mogu koristiti na prijenosnim uređajima za pregled hrane ili drugih materijala, a da ih pritom ne oštete ili ne ometaju. Za sada je tehnika još u povojima, zatvorena u laboratoriju. Vjerojatno ćemo morati pričekati da se proizvedu prototipovi prije nego što točno znamo gdje će ovi terahercski detektori najbolje raditi.
