Mesin yang dapat dilihat melalui objek dan di dalam tubuh manusia dalam masa nyata telah berlaku selama beberapa dekad. Tetapi kerana sebahagian besar dan kosnya, mereka kebanyakannya dijumpai di lapangan terbang, di mana mereka digunakan untuk pemeriksaan, atau bangunan perubatan, di mana kemudahan MRI - terdiri daripada pelbagai bilik-boleh menaikkan kos sebanyak $ 3 juta.
Tetapi usaha kolaboratif antara para saintis di Sandia National Laboratories, Rice University dan Tokyo Institute of Technology bertujuan untuk menjadikan pengimejan jenis ini lebih mudah alih dan berpatutan - perubahan yang boleh membawa implikasi besar untuk pengimejan perubatan, pemeriksaan penumpang dan pemeriksaan makanan .
Teknik ini, yang terperinci dalam jurnal Nano Letters, menggunakan radiasi terahertz (juga dikenali sebagai gelombang submillimeter, kerana saiz panjang gelombang mereka), yang jatuh antara panjang gelombang yang lebih kecil yang biasanya digunakan untuk elektronik dan gelombang yang lebih besar digunakan untuk optik. Gelombang yang dipancarkan oleh pemancar, tetapi tidak seperti di mesin yang lebih besar, dipintas oleh pengesan yang dibuat dari filem nipis nanotube karbon padat, menjadikan proses pengimejan kurang kompleks dan besar.
Sedikit teknologi yang serupa sudah digunakan di alat pemeriksaan lapangan terbang besar. Tetapi menurut Sandia Lab's François Léonard, salah seorang penulis kertas, teknik baru menggunakan panjang gelombang yang lebih kecil-antara 300 gigahertz dan 3 terahertz, berbanding standard 30 hingga 300 frekuensi gelombang milimeter gigahertz.
Saiz panjang gelombang yang lebih kecil dapat membantu untuk tujuan keselamatan, Léonard berkata: Beberapa bahan peledak yang tidak dapat dilihat dalam julat milimeter dapat dilihat dengan teknologi terahertz. Oleh itu, bukan sahaja pengesan ini membenarkan penyaringan yang lebih cepat, berkat ukuran yang lebih kecil, tetapi mereka boleh lebih sesuai dengan tugas menghentikan potensi pengganas, juga.
Sudah menjadi cabaran bagi mereka dalam industri untuk mencari bahan-bahan yang bukan sahaja dapat menyerap tenaga pada frekuensi yang rendah dengan cekap, tetapi juga mengubahnya menjadi isyarat elektronik yang berguna-itulah sebabnya teknologi pengesanan itu inovasi sebenar. Kerana nanotube karbon (molekul karbon silinder yang panjang, nipis silinder) cemerlang dalam menyerap cahaya elektromagnet, penyelidik telah lama berminat untuk digunakan sebagai pengesan. Tetapi pada masa lalu, kerana gelombang terahertz adalah besar berbanding dengan saiz nanotube, mereka memerlukan menggunakan antena, yang menambah saiz peranti, kos dan keperluan kuasa.
"Pengesan nanotube sebelumnya menggunakan hanya satu atau beberapa nanotube, " kata Léonard. "Oleh kerana nanotube sangat kecil, sinaran terahertz perlu disalurkan ke nanotube untuk meningkatkan pengesanan."
Kini, para penyelidik telah menemui cara untuk menggabungkan beberapa nanotube bersama-sama dalam filem nipis yang padat, menggabungkan kedua-dua nanotube logam, yang menyerap gelombang, dan nanotube semikonduktor, yang membantu menjadikan gelombang menjadi isyarat yang boleh digunakan. Léonard berkata mencapai kepadatan ini dengan menggunakan jenis pengesan lain akan sangat sukar.
Menurut penyelidik, teknik ini tidak memerlukan kuasa tambahan untuk beroperasi. Ia juga boleh beroperasi pada suhu bilik-kemenangan besar untuk aplikasi tertentu seperti mesin MRI, yang mesti dimandikan dalam helium cair (mencapai suhu sekitar 450 darjah di bawah sifar Fahrenheit) untuk mencapai imej yang berkualiti tinggi.
Video ini memberikan gambaran di belakang apa yang kelihatan seperti prosedur:
Ahli fizik Universiti Rice, Junichiro Kono, salah seorang pengarang penulis kertas, berpendapat teknologi juga boleh digunakan untuk meningkatkan pemeriksaan keselamatan penumpang dan kargo juga. Tetapi dia juga percaya teknologi terahertz dapat menggantikan mesin MRI yang besar dan mahal dengan satu peranti yang jauh lebih kecil.
"Peningkatan potensi dalam saiz, kemudahan, kos dan pergerakan pengesan berasaskan terahertz adalah fenomenal, " kata Kono dalam kisah Universiti Rice mengenai penyelidikan. "Dengan teknologi ini, anda boleh membuat reka bentuk kamera pengesanan terahertz pegang bahawa tumor imej dalam masa nyata dengan ketepatan yang tepat. Dan boleh dilakukan tanpa sifat menakutkan teknologi MRI. "
Léonard berkata ia terlalu cepat untuk memberitahu apabila pengesan mereka akan keluar dari makmal ke peranti sebenar, tetapi dia berkata mereka mungkin mula digunakan dalam peranti mudah alih untuk memeriksa makanan atau bahan lain tanpa merosakkan atau mengganggu mereka. Buat masa ini, teknik ini masih dalam peringkat awal, terhad kepada makmal. Kita mungkin perlu menunggu sehingga prototaip dihasilkan sebelum kita tahu dengan tepat di mana detecors terahertz ini akan berfungsi dengan baik.
