Masinad, mis näevad läbi objektide ja inimkehas reaalajas, on olnud juba aastakümneid. Kuid mahu ja kulude tõttu on nad enamasti leitavad lennujaamades, kus neid kasutatakse läbivaatuseks, või meditsiinihoonetes, kus MRT rajatised, mis koosnevad mitmest ruumist, võivad maksta kuni 3 miljonit dollarit.
Kuid Sandia riikliku laboratooriumi, Rice'i ülikooli ja Tokyo tehnoloogiainstituudi teadlaste koostöö eesmärk on muuta seda tüüpi pildistamine palju kantavamaks ja taskukohasemaks - muudatus, millel võib olla suur mõju meditsiinilisele pildistamisele, reisijate läbivaatusele ja isegi toidu kontrollimisele .
Ajakirjas Nano Letters üksikasjalikult kirjeldatud tehnika kasutab terahertsist kiirgust (tuntud ka kui alammimeetri lained nende lainepikkuste suuruse tõttu), mis jääb tavaliselt elektroonikas kasutatavate väiksemate lainepikkuste ja optikas kasutatavate suuremate lainete vahele. Laineid eraldab saatja, kuid erinevalt suurematest masinatest hoiab neid tihedalt pakitud süsiniknanotorude õhukesest kilest valmistatud detektor, mis muudab pildistamisprotsessi vähem keerukaks ja mahukaks.
Mõnevõrra sarnast tehnoloogiat kasutatakse juba suurtes lennujaamade läbivaatusseadmetes. Kuid paberi ühe autori Sandia Labi François Léonardi sõnul kasutab uus tehnika veelgi väiksemaid lainepikkusi - vahemikus 300 gigahertsi kuni 3 terahertsi, tavalise 30–300 gigahertsise sageduse asemel millimeetrites.
Väiksem lainepikkus võiks olla turvalisuse huvides abiks, ütles Léonard: Mõnda lõhkematerjali, mis pole millimeetri vahemikus nii nähtavad, saab näha terahertsitehnoloogia abil. Seega ei saaks need detektorid tänu väiksemale suurusele mitte ainult kiiremat läbivaatust võimaldada, vaid need sobiksid paremini ka võimalike terroristide peatamiseks.
Tööstuses osalejate jaoks on olnud väljakutse leida materjale, mis mitte ainult ei suuda nii madalatel sagedustel energiat tõhusalt neelata, vaid muudavad need ka kasulikuks elektrooniliseks signaaliks - see on põhjus, miks avastamise tehnoloogia on tõeline uuendus. Kuna süsiniknanotorud (pikad, õhukesed süsinikmolekulide silindrilised jooned) paistavad silma elektromagnetilise valguse neeldumisega, on teadlased juba ammu huvitatud nende kasutamisest detektoritena. Kuna mineraallainete suurusega võrreldes nanotorude suurusega on terahertsised lained olnud minevikus, on nad varem nõudnud antenni kasutamist, mis lisab seadme suurusele, maksumusele ja võimsusele vajalikke nõudeid.
"[Eelmine] nanotorude detektorid kasutasid ainult ühte või mõnda nanotoru, " räägib Léonard. "Kuna nanotorud on nii väikesed, tuli detektiivsuse parandamiseks terahertsine kiirgus nanotorusse suunata."
Kuid nüüd on teadlased leidnud viisi, kuidas ühendada mitu nanotoru tihedalt pakitud õhukesesse kihti, ühendades mõlemad metallilised nanotorud, mis neelavad laineid, ja pooljuhtivad nanotorud, mis aitavad lainetest muutuda kasutatavaks signaaliks. Léonard ütleb, et selle tiheduse saavutamine teist tüüpi detektorite abil oleks äärmiselt keeruline.
Teadlaste sõnul ei vaja selle tehnika töötamiseks lisajõudu. See võib töötada ka toatemperatuuril - suur võit teatud rakenduste jaoks, näiteks MRT-aparaadid, mida tuleb kvaliteetsete piltide saamiseks vedelas heeliumis vannitada (saavutada temperatuur umbes 450 kraadi alla nulli Fahrenheiti).
See video annab kulisside taga pildi, kuidas protseduur välja näeb:
Rice'i ülikooli füüsik Junichiro Kono, üks teistest kirjutistest, arvab, et seda tehnoloogiat saab kasutada ka täiustamiseks samuti reisijate ja lasti turvakontrollid. Kuid ta usub ka, et terahertsitehnoloogia võib ühel päeval asendada mahukad, kallid MRT-seadmed palju väiksema seadmega.
"Terahertsipõhise detektori suuruse, kerguse, maksumuse ja liikuvuse potentsiaalsed paranemised on fenomenaalsed, " rääkis Kono Rice'i ülikooli uurimistöö loos. “Selle tehnoloogia abil võiksite mõelda käsitsi terahertsise tuvastamiskaamera, mis pildistab kasvajaid reaalajas kindla täpsusega. Ja seda saaks teha ilma MRT-tehnoloogia hirmutava olemuseta. ”
Léonard väidab, et on liiga vara öelda, millal nende detektorid laborist tegelikele seadmetele lähevad, kuid tema sõnul võib neid kõigepealt kasutada kaasaskantavates seadmetes toidu või muude materjalide kontrollimiseks ilma neid kahjustamata või häirimata. Praegu on tehnika veel lapsekingades, laboriga piiratud. Tõenäoliselt peame enne prototüüpide tootmist ootama, enne kui saame täpselt teada, kus need terahertsidetektorid kõige paremini töötavad.
