Кольцо лазерного света — необычный счетчик вирусов или наночастиц.

Исследователи из Вашингтонского университета на основе акустического «эффекта шепчущей галереи» создали счетчик с высокой разрешающей способностью, способный посчитать отдельные экземпляры белковых молекул, вирусов и наночастиц. Используя кольцевой микролазер, этот счетчик может посчитать любые объекты наноуровня, вне зависимости от их происхождения, естественного кристаллического, синтетического или биологического.

Как уже упоминалось, датчик использует эффект «шепчущей галереи», и построен на тех е принципах, что и здания внутри которых проявляется вышеупомянутый эффект. Для справки, эффект «шепчущей галереи» заключается в том, что звуки, тихий шепот, к примеру, усиливаются и отчетливо слышны в одной из удаленных точек помещения благодаря особой акустической внутренней форме помещения. Но то, что отличает новый лазерный счетчик от куполообразных зданий соборов, это, в первую очередь, его габариты, и во вторую очередь то, что вместо акустических точек резонанса, в датчике используются точки оптического резонанса.

В работе и строении лазерного счетчика используется много сложных решений, описывая которые можно увязнуть в дебрях оптической физики и квантовой механики, чего, естественно делать мы не будем. Но по существу технология работает следующим образом — луч кольцевого микролазера, толщиной не более острия иголки, движется по замкнутому кольцу, производя электромагнитные колебания определенной частоты. Когда на поверхность микролазера, который является источником света в этой системе, попадает какая-либо частица, то частота электромагнитных колебаний изменяется. Измерив эти изменения частоты, можно идентифицировать и посчитать количество частиц, которые находятся рядом с лазером.

Один экземпляр такого лазерного счетчика в настоящий момент может отсчитать порядка 800 частиц, прежде чем его сигнал станет слишком шумным, что сделает невозможными дальнейшие измерения. Как утверждают исследователи, такой тип датчика может работать в воде и в другой жидкой среде, к примеру, в крови человека.

В настоящее время ведется разработка новых датчиков подобного типа, размером в несколько нанометров. Помимо более высокой чувствительности, эти датчики будут обладать функцией самоочищения от «приземлившихся» на поверхность лазера частиц и функцией самовосстановления. Это позволит многократное использование таких датчиков-счетчиков в составе измерительных устройств, способных регистрировать любые химические изменения в составе воздуха или воды. Так же на основе новых датчиков будут созданы приборы для определения последовательности ДНК и для идентификации молекул сложных органических соединений.

Источник: dailytechinfo.org

Написать ответ