Акустическая линза из углеродных нанотрубок фокусирует ультразвуковые волны, превращая из в невидимый скальпель

Сейчас ультразвуковые устройства употребляются в самых разных областях, но самое широкое использование они нашли в области медицины. Кроме наблюдений за развитием младенцев в чреве матери, ультразвук употребляется для разделения камней в почках и мочевом пузыре, для лечения воспаления мышечных тканей и многого другого. Сейчас, благодаря изобретению новой звуковой линзы на базе углеродных нанотрубок, ультразвуковые волны могут служить тончайшим скальпелем, разрешающим создавать манипуляции прямо в живого организма без хирургического вмешательства.

Направленные ультразвуковые волны, применяемые в большинстве медицинских установок, имеют довольно громадный фокус. Звуковой луч, применяемый для разделения камней в организме, имеет диаметр около одного сантиметра, но в случае если требуется «поразить» весьма мелкую цель, такую, как отложение холестерина на стенке кровеносного сосуда, либо группу раковых клеток, то тут ультразвук ранее был бессилен.

Для того, что бы решить вышеописанные неприятности и взять ультразвуковой луч, сфокусированный в очень маленькой точку, ученые из Мичиганского университета применяли комбинацию углеродных нанотрубок и света лазера.

Джей Гуо (Jay Guo) и его сотрудники создали особую опто-звуковую линзу, покрытую слоем углеродных нанотрубок, которая служила для преобразования света лазера в высокочастотные звуковые колебания громадной амплитуды.

Нанотрубки поглощают свет лазера и нагреваются под действием его энергии. Второй слой линзы изготовлен из особого синтетического материала, существенно расширяющегося под действием большой температуры, данный слой материала помогает собственного рода звуковым усилителем. Для получения ультразвука исследователи с требуемой частотой модулировали свет лазера, что падал на поверхность 6-мм опто-звуковой линзы, которая действенно преобразовывала энергию света в энергию звуковых колебаний.

В следствии были взяты ультразвуковые волны, превышающие по частоте в 10 тысяч раз порог людской слуха.

Рис. 1.

Кроме высокой частоты, полученные ультразвуковые волны были очень очень сильно сфокусированы.

Изменяя кое-какие параметры луча света лазера, исследователи приобретали диаметр фокусного пятна от 6–15 микрон до 300–400 микрон.

Необходимо заметить, что большая часть установок, применяющих интенсивные ультразвуковые лучи, создают действие на цель посредством большой температуры, появляющейся в месте фокуса луча. В отличие от них, новая опто-акустичекая разработка формирует ударные звуковые волны в месте контакта с целью, вызывающие появление весьма маленькой, но сильной волны давления.

Благодаря малому размеру сфокусированный ультразвуковой луч может «шуметь» на любой цели, будь это кровяной сгусток либо клетки раковой опухоли, наряду с этим окружающей материи живого организма не наносится полностью никакого вреда.

Посредством собственного ультразвукового скальпеля исследователям удалось отделить одну единственную раковую клетку и «просверлить» отверстие диаметром 150 микрон в неестественном почечном камне. Кроме аналогичного применения новая сверхточная ультразвуковая разработка может употребляться для точечной доставки лекарственных препаратов, с целью проведения косметических операций, для борьбы с онкологическими болезнями и для многих вторых целей.

Случайные записи:

• 50 Лет знаменитой лекции
• Нанокары проходят тяжелые испытания перед их участием в гонке nanocar race » dailytechinfo

Технологии применения углеродных нанотрубок

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Искусственные мышцы на основе нанотрубок

  Углеродные нанотрубки сейчас рассматриваются исследователями и учёными в качестве базы для электроники нового поколения, в разы более скоростной, нежели…

• Углеродные нанотрубки могут вызывать рак

  Учёные из центра изучения воспалительных процессов университета Эдинбурга (Centre for Inflammation Research, University of Edinburgh) поняли, что…

• Ученые разработали датчик силы на основе углеродных нанотрубок

  Несколько исследователей из России, Испании и Беларуси, включая доктора наук МФТИ Юрия Лозовика, создала на базе углеродных нанотрубок микроскопический…

• Новый метод селекции углеродных нанотрубок

  Возможности узких пленок из одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с полупроводниковыми особенностями очень привлекательны для многих приложений в…