Ουάσινγκτον
Γερμανοί ερευνητές ανέπτυξαν τη μικρότερη συσκευή που μπορεί να καταγράφει ηχητικά σήματα, μια πειραματική διάταξη που αφουγκράζεται ήχους ένα εκατομμύριο φορές πιο ασθενείς από το κατώφλι της ανθρώπινης ακοής. Εφόσον βελτιωθεί, το «νανοαφτί» θα μπορούσε να καταγράφει τους θορύβους που εκπέμπουν ιοί και μικρόβια.
Η νέα συσκευή, που παρουσιάζεται στο έγκριτο Physical Review Letters, βασίζεται σε έναν μάλλον απλό σχεδιασμό, αφού αποτελείται μόνο από μια συσκευή λέιζερ και ένα μικροσκοπικό σωματίδιο χρυσού βυθισμένο σε μια σταγόνα νερού.
Το σύστημα καταγράφει τις μικροσκοπικές ταλαντώσεις των μορίων νερού που αντιστοιχούν στη διέλευση ηχητικών κυμάτων.
Η νέα τεχνική είναι ουσιαστικά μια παραλλαγή της «οπτικής λαβίδας», η οποία εφευρέθηκε το 1986 και έχει γίνει ήδη στάνταρτ εργαλείο στη μοριακή βιολογία και τη νανοτεχνολογία. Η οπτική λαβίδα είναι μια δέσμη λέιζερ που εστιάζεται με ακρίβεια και μπορεί να «συλλαμβάνει» και να μετακινεί μικροσκοπικά σωματίδια.
Μπορεί επίσης να μετρά ασθενείς δυνάμεις που ασκούνται στο σωματίδιο. Στην περίπτωση αυτή, το λέιζερ συλλαμβάνει ένα σωματίδιο και στη συνέχεια παρακολουθεί τη μετατόπισή του.
Συνδέοντας τη λαβίδα σε ένα βυθισμένο σωματίδιο χρυσού, με διάμετρο μόλις 60 νανομέτρων, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μονάχου μπόρεσαν να καταγράψουν και να αναλύσουν τις ταλαντώσεις που προκαλούν στο σωματίδιο τα ηχητικά κύματα.
Πιο συγκεκριμένα, η συσκευή κατέγραψε τα ηχητικά κύματα που εξέπεμψε μια διαφορετική ομάδα σωματιδίων χρυσού την ώρα που θερμαινόταν από μια ξεχωριστή δέσμη λέιζερ.
Το εντυπωσιακό είναι ότι το πειραματικό «νανοαφτί» μπορεί όχι μόνο να καταγράφει τους ήχους, αλλά και να υπολογίζει από ποια κατεύθυνση προέρχονται.
Αυτό σημαίνει ότι συστοιχίες «νανοαφτιών» απλωμένων σε τρεις διαστάσεις θα μπορούσαν να παρακολουθούν τους ασθενείς ήχους που εκπέμπουν βακτήρια καθώς κινούνται και αναπνέουν.
«Υπάρχουν σίγουρα ιατρικές ευκαιρίες», σχολιάζει ο Γιόχεν Φέλντμαν, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Αναγνωρίζει πάντως ότι για να αξιοποιηθεί πρακτικά η νέα τεχνολογία θα πρέπει πρώτα να βελτιωθεί ώστε να ξεχωρίζει τους πραγματικούς ήχους από τον θόρυβο των τυχαίων μοριακών κινήσεων.
Η νέα συσκευή, που παρουσιάζεται στο έγκριτο Physical Review Letters, βασίζεται σε έναν μάλλον απλό σχεδιασμό, αφού αποτελείται μόνο από μια συσκευή λέιζερ και ένα μικροσκοπικό σωματίδιο χρυσού βυθισμένο σε μια σταγόνα νερού.
Το σύστημα καταγράφει τις μικροσκοπικές ταλαντώσεις των μορίων νερού που αντιστοιχούν στη διέλευση ηχητικών κυμάτων.
Η νέα τεχνική είναι ουσιαστικά μια παραλλαγή της «οπτικής λαβίδας», η οποία εφευρέθηκε το 1986 και έχει γίνει ήδη στάνταρτ εργαλείο στη μοριακή βιολογία και τη νανοτεχνολογία. Η οπτική λαβίδα είναι μια δέσμη λέιζερ που εστιάζεται με ακρίβεια και μπορεί να «συλλαμβάνει» και να μετακινεί μικροσκοπικά σωματίδια.
Μπορεί επίσης να μετρά ασθενείς δυνάμεις που ασκούνται στο σωματίδιο. Στην περίπτωση αυτή, το λέιζερ συλλαμβάνει ένα σωματίδιο και στη συνέχεια παρακολουθεί τη μετατόπισή του.
Συνδέοντας τη λαβίδα σε ένα βυθισμένο σωματίδιο χρυσού, με διάμετρο μόλις 60 νανομέτρων, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μονάχου μπόρεσαν να καταγράψουν και να αναλύσουν τις ταλαντώσεις που προκαλούν στο σωματίδιο τα ηχητικά κύματα.
Πιο συγκεκριμένα, η συσκευή κατέγραψε τα ηχητικά κύματα που εξέπεμψε μια διαφορετική ομάδα σωματιδίων χρυσού την ώρα που θερμαινόταν από μια ξεχωριστή δέσμη λέιζερ.
Το εντυπωσιακό είναι ότι το πειραματικό «νανοαφτί» μπορεί όχι μόνο να καταγράφει τους ήχους, αλλά και να υπολογίζει από ποια κατεύθυνση προέρχονται.
Αυτό σημαίνει ότι συστοιχίες «νανοαφτιών» απλωμένων σε τρεις διαστάσεις θα μπορούσαν να παρακολουθούν τους ασθενείς ήχους που εκπέμπουν βακτήρια καθώς κινούνται και αναπνέουν.
«Υπάρχουν σίγουρα ιατρικές ευκαιρίες», σχολιάζει ο Γιόχεν Φέλντμαν, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Αναγνωρίζει πάντως ότι για να αξιοποιηθεί πρακτικά η νέα τεχνολογία θα πρέπει πρώτα να βελτιωθεί ώστε να ξεχωρίζει τους πραγματικούς ήχους από τον θόρυβο των τυχαίων μοριακών κινήσεων.
Newsroom ΔΟΛ
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου