211service.com
Viedās šķiedras
Lieljaudas lāzeri, kas tiek izspiesti caur ķermeni plānās optiskās šķiedras iekšpusē, var ātri un precīzi nodedzināt audzējus, kas pārklāj barības vadu, zarnas vai bronhu caurules. Bet pastāv risks: ja šķiedras sienas sabojājas, lāzera gaismas stars var izplūst un kaitēt veseliem audiem.
Tagad MIT pētnieks Joels Finks, materiālu zinātnes asociētais profesors un MIT pētnieks Mehmets Beindirs ir izstrādājuši optiskās šķiedras, kas ir savienotas ar savu siltumjutīgo elektroniku, ko var izmantot, lai uzraudzītu defektus, kas rodas lāzera lietošanas laikā. lai to izslēgtu pirms neveiksmes. *
Šī jutība varētu novērst potenciāli lielu kaitējumu veseliem orgāniem, saka Henrijs Du, optisko šķiedru pētnieks un ķīmiskās, biomedicīnas un materiālu inženierijas vadītājs Stīvensa Tehnoloģiju institūtā Hobokenā, Ņūdžersijā.
Šis ir viens no nedaudzajiem piemēriem, kad skaisti universitātes pētījumi tiek pārvērsti lietojumprogrammās, kur var panākt milzīgas atšķirības veselības aprūpē, saka Du.
Bojājumu noteikšana, īpaši ar lielu jaudu, kur tā ir jāizslēdz, ja tā neizdodas, ir absolūti laba ideja, piekrīt Ratgersa universitātes fiziķis Džims Haringtons, bijušais Starptautiskās optiskās inženierijas biedrības prezidents.
Optiskās šķiedras ar integrētu elektroniku var padarīt jutīgas ne tikai pret karstumu, piemēram, lāzera lietojumos, bet arī pret gaismu, vibrāciju un, iespējams, ķīmiskām vielām, saka Finks. Nākotnē viedās šķiedras, kas spēj uztvert, apstrādāt un uzglabāt datus, varētu tikt ieaustas audumā.
Finka šķiedras virza jaudīgu lāzeru caur dobu serdi, kas izklāta ar augstas kvalitātes spoguli. Lai atklātu gaidāmos pārtraukumus, pētnieki Finka laboratorijā ir ieskauj spoguli ar pusvadītāju materiālu, kura elektriskā vadītspēja mainās atkarībā no temperatūras. Šīs vadītspējas izmaiņas var noteikt ar metāla stieplēm, kas stiepjas visā šķiedras garumā. Kad vadītspēja strauji mainās, vadi signalizē par kļūdu, un kontrolleris var automātiski izslēgt lāzeru.
Lai izgatavotu šķiedras, kuru biezums ir nedaudz vairāk par vienu milimetru, Fink sāk ar cilindrisku sagatavi, kurai ir precīza pabeigtās šķiedras ģeometrija, taču tā ir daudz biezāka. Pēc tam šo formu karsē un izvelk daudz garākā, plānākā šķiedrā. No 30 centimetru garas sagataves var izgatavot vienu kilometru garu šķiedru.
Finks saka, ka izaicinājums šķiedras izgatavošanā bija tādu materiālu atrašana vai izgatavošana, kurus var izkausēt un izstiept bez atdalīšanas.
Līdz šim grupa ir tikai pierādījusi, ka paškontroles šķiedra darbojas ar vidējiem infrasarkanajiem gaismas viļņu garumiem. Nākotnes lietojumiem, piemēram, lāzera urbjiem zobārstniecībā vai lāzeriem epoksīda sacietēšanai, būs jāizmanto dažādi viļņu garumi.
Citiem lieljaudas lāzeriem, piemēram, tiem, ko izmanto metāla griešanai un metināšanai automašīnu ražošanā, būs nepieciešamas šķiedras, kas spēj izturēt daudz lielāku jaudu nekā pašreizējie, saka Finks.
Taču pašreizējie pieteikumi ir pietiekami daudzsološi, uzskata Du. Man nav šaubu, ka šķiedras būs veiksmīgas un tiks plaši izmantotas, viņš saka.
* Šis stāsts tika mainīts pirmdien, 2005. gada 21. novembrī. Sākotnēji šis teikums skanēja šādi: Tagad MIT pētnieks Joels Finks, materiālu zinātnes asociētais profesors, ir izstrādājis optiskās šķiedras, kas ir savienotas ar savu siltumjutīgo elektroniku, ko var izmantot, lai uzraudzīt defektus, kas rodas lāzera lietošanas laikā – savlaicīgi, lai to izslēgtu pirms atteices. Faktiski darbu, kas veikts Joela Finka laboratorijā, izstrādāja un ierosināja MIT pētnieks Mehmets Beindirs.