Tricordere, precum cele din StarTrek, ne-ar putea schimba, în curând, viața

Compania americană specializată în comunicațiile wireless (fără fir) Qualcomm a lansat la începutul acestei luni concursul Tricorder X PRIZE, prin care va recompensa cu 10 milioane de dolari acel om de știință, sau acea echipă de cercetare, care va reuși să creeze un dispozitiv wireless portabil similar Tricordere-lor din Star Trek, capabil să monitorizeze sănătatea unei persoane și să-i stabilească diagnosticul în caz de îmbolnăvire.

Acum, specialiști ai Institutului de Cercetare și Inginerie a Materialelor (IMRE) din cadrul Agenției pentru Știință, Tehnologie și Cercetare (A*STAR), din Singapore, alături de savanții de la Colegiul Imperial London, din Marea Britanie, au dezvoltat o nouă metodă de a produce radiație Terahertz (THz), sau raze T, despre care susțin că ar putea transforma în realitate dispozitivele mobile cu abilități tipice Tricordere-lor din seria științifico-fantastică Star Trek.

Razele T sunt unde electromagnetice din spectrul infraroșu îndepărtat care au o lungime de undă de sute de ori mai mare decât cea a luminii vizibile. Pentru abilitatea lor de a penetra țesăturile, plasticul și chiar materia organică, razele T sunt deja folosite în scanerele de securitate pentru control corporal complet din multe aeroporturi, pentru detectarea armelor, a drogurilor și a substanțelor explosive.

Dar, pentru că razele T sunt neionizante – spre deosebire de razele X – și pentru că fiecare moleculă are propria ei semnătură în gama THz, lor li se pot găsi numeroase alte întrebuințări, anticipându-li-se o utilitate deosebită în domeniul medical.

Spre exemplu, undele terahertziene pot detecta fenomene biologice precum presiunea arterială crescută dimprejurul excrescențelor tumorale, dar pot și sesiza molecule specifice precum cele prezente în tumorile canceroase și în țesutul ADN viu. Mai mult, razele T pot fi folosite în monitorizarea poluării cu gaze și în testarea nedestructivă a circuitelor integrate cu cipuri semiconductoare.

Deși spectrometre compacte cu raze T există deja, cercetătorii britanici și cei singaporezi au creat acum un mijloc prin care pot produce astfel de unde mult mai puternice și mai eficiente, în condiții termice obișnuite, având capacitatea de a le concentra într-o rază direcțională mult mai puternică decât se credea vreodată că ar fi posibil. Pe acest fundament, oamenii de știință afirmă că viitoare sisteme de raze T vor fi mai mici, mai portabile, mai ușor de operat și mult mai ieftine.

Echipa mixtă a produs o undă puternică de raze T prin lansarea luminii la diferite lungimi de undă asupra unei perechi de electrozi metalici ascuțiți aflați la o distanță de 100 de nanometri unul de celălalt și amplasați pe un semiconductor. Această structură de tip electrod la nanoscară se comportă asemenea unei nano-antene care mărește semnificativ câmpul THz și amplifică unda THz generată.

Cercetătorii susțin că gamele de acoperire ale noului tip de nano-antenă pot genera un cumul de putere de 100 de ori mai mare decât cel rezultat de sursele THz folosite în prezent. Acest lucru va furniza dispozitive de imagistică în raze T de putere și rezoluție mai mari, folosibile ca tehnologie de scanare.

Razele T promit să revoluționeze imagistica medicală, făcând-o mai rapidă și mai convenabilă, poate chiar scutindu-i pe pacienți de supliciul unor proceduri de diagnosticare complicate, precum și de stresul așteptării rezultatelor unor teste fiziologice, potrivit co-autorului studiului Stefan Maier.

Sursa

Foto: Artasylum, Imperial College London