Благодаря углеродным нанотрубкам изготовлен портативный терагерцовый сканер

Терагерцовое излучение позволяет заглянуть через объекты и обнаружить скрытые элементы, а также проанализировать химический состав, но современные детекторы, как правило, негибкие и громоздкие. Учёные в Японии впервые создали переносной и гибкий терагерцовый сканер, который крепится к неровной поверхности, даже к человеческому телу.

терагерцовый сканер

Фотография Токийского технологического института

Терагерцевые лучи, которые лежат между инфракрасным и микроволновым диапазоном электромагнитного спектра, проходят через большое разнообразие материалов не повреждая их. Таким образом, терагерцовые камеры имеют большой потенциал для неинвазивного проникновения в тело человека, с высоким разрешением изображения. Перспективные применения включают выявление скрытого оружия и взрывчатых веществ, идентификации и проверки дефектов в обрабатываемых деталей.

Однако обычные терагерцовые технологий визуализации «используют негибкие материалы, а значит, пригодны только для плоских образцов», ‑ говорит Юкио Кавано в Токийском технологическом институте. Таким образом, эти тепловизоры столкнулись с трудностями при сканировании большинства реальных образцов, которые обладают 3D кривизной ‑ что значительно ограничивает их использование, — говорит он. Например, сканеры на контрольно-пропускных пунктах должны вращать детекторы вокруг человеческого тела на 360⁰, чтобы визуализировать его, что делает эти системы громоздкими.

Кавано с коллегами разработали новые гибкие устройства из пленок углеродных нанотрубок, которые имеют ширину от нескольких нанометров до миллиардных долей метра. При комнатной температуре их формирования изображения может обнаружить широкую полосу терагерцового излучения, в диапазоне частот от 0,14 до 39 ТГц. Эта работа знаменует «первая реализация гибкой терагерцовой камеры», — говорит Кавано.

Учёные разработали портативные сканеры, которые могли бы обернуть вокруг объектов. С помощью этих сканеров, можно бы обнаружить скрытые изображения предметов, таких как металлические шайбы или скрепки скрытые за листами бумаги, германиевых пластин или найти кусочек жевательной резинки, спрятанный в пластиковой коробке. И также имеется возможность определить примеси металлов в пластиковой бутылке. Данные позволяют предположить, что этот сканер может найти применение в «высокоскоростных и многовидовых проверок промышленной продукции, в особенности неплоских образцов», таких как пластиковые бутылки и фармацевтические продукты, говорит Кавано.

Кроме того, учёные разработали переносной сканер, который может обнаружить терагерцовое излучение, испускаемое человеческой рукой. «Пригодный для ношения сканер человеческой руки, без использования внешних источников является важным шагом для будущего применения в медицине,» говорит Кавано. Например, этот сканер может помочь осмотреть широкий спектр вещей, включая раковые клетки, потовых желёз, и кариеса «мониторинг в режиме реального времени ежедневного состояния здоровья», говорит Кавано.

«Мы планируем интегрировать нашу камеру терагерцового сигнала на выходе цепи и устройства беспроводной связи в одном чипе и разработать высокоскоростную систему проверки терагерц», ‑ говорит Кавано. «В режиме реального времени медицинского применения мониторинга являются нашим»

Автор статьи Charles Q. Choi. Перевод Шадрин А.А.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *