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» » La tecnología de rayos-T nos acerca al escáner médico de Star Trek

Los científicos han desarrollado una nueva forma de crear ondas de terahercios (rayos T) que tal vez un día nos lleve a dispositivos biomédicos similares al escáner "tricorder" utilizado en Star Trek.

Los científicos han desarrollado una nueva forma de crear ondas electromagnéticas de terahercios (THz) o rayos T, la tecnología que hay detrás de los escáneres de seguridad a cuerpo completo. Los responsables del estudio, publicaron recientemente en la revista Nature Photonics, dicen que una nueva onda continua de rayos T, más fuerte y eficiente, se podrían utilizar para crear mejores artilugios médicos de exploración y podría conducir a innovaciones similares a las del escáner "tricorder" de la película de ciencia ficción Star Trek.

En el estudio, investigadores del Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), un instituto de investigación de la Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), en Singapur, y el Imperial College de Londres en el Reino Unido, han hecho unos rayos T de un haz direccional mucho más fuerte de lo que en principio se pensaba, y lo han hecho en condiciones de temperatura ambiente. Esto es un avance de los sistemas de rayos-T que permitirá en un futuro que sean más pequeños, portátiles, más fáciles de operar, y mucho más baratos que los dispositivos actuales.

Los científicos dicen que, el escáner de rayos-T y un detector, ofrecerían parte de la funcionalidad de ese "tricorder" médico de Star Trek, un sensor portátil, un ordenador y dispositivo de comunicación de datos, ya que las ondas son capaces de detectar fenómenos biológicos como el aumento del flujo de sangre de los crecimientos tumorales. Los escáneres del futuro también podrían realizar una rápida comunicación de datos inalámbrica, para transferir un gran volumen de información sobre las mediciones realizadas.

Los rayos T son ondas del infrarrojo lejano en el espectro electromagnético, con una longitud de onda cientos de veces más amplia que la luz visible. Estas ondas ya en usan en los escáneres de seguridad de los aeropuertos, en dispositivos prototipo de exploración médica y en sistemas de espectroscopia para el análisis de materiales. Los rayos T pueden detectar moléculas, como las presentes en los tumores cancerosos y en el ADN, ya que cada molécula tiene su única firma en el rango de THz. También se puede utilizar para detectar explosivos o drogas, para el monitoreo de gases contaminantes, o en ensayos no destructivos de semiconductores integrados de microchips.

Actualmente, los dispositivos de imagen por rayos T son muy caros y operan a una potencia baja de salida, debido a que crean ondas que consumen grandes cantidades de energía y necisitan lugares a temperaturas muy bajas.

Con esta nueva técnica, los investigadores han demostrado que es posible producir un intenso haz de rayos-T, gracias al resplandor lumínico de diferentes longitudes de onda sobre un par de electrodos (dos tiras de metal separadas por un espacio de 100 nanómetros en la parte superior de una oblea semiconductora). La estructura del electrodo del hueco, de tamaño nanométrico, mejora enormemente el campo de THz, y actúa como una nano-antena que amplifica la onda generada. Con este método, las ondas de THz se producen por la interacción entre las ondas electromagnéticas de los pulsos de luz y una poderosa corriente que pasa entre los electrodos semiconductores. Los científicos son capaces de sintonizar la longitud de onda de los rayos T para crear un haz perfectamente utilizable con la tecnología de escaneo.

El autor principal, el Dr. Jing Hua Teng, de IMRE de A*STAR, señalaba que, "el secreto de la innovación radica en el nueva nano-antena que se ha desarrollado e integrado en el chip semiconductor". Las matrices de estos nano-antenas crean unos campos de THz mucho más fuertes, capaces de generar una potencia de salida 100 veces superior a las convencionales. Un fuente de intensos rayos-T permite que los dispositivos de imágenes basados en los rayos-T obtengan mucha más resolución.

El co-autor de la investigación Stefan Maier, un científico visitante en el IMRE de A*STAR, y profesor de la facultad de física del Imperial College de Londres, declaraba, "Los rayos-T prometen revolucionar la exploración médica, haciéndola más rápida y conveniente, y esto significa aliviar a los pacientes de las molestias de unos complicados procedimientos de diagnóstico y el estrés de la espera de resultados precisos. Gracias a la nanotecnología moderna y la nanofabricación, hemos conseguido un gran avance en la generación de rayos T, lo que nos lleva un paso más cerca de estos dispositivos de exploración. Con la introducción de un espacio de tan sólo 0,1 micrómetros en los electrodos, hemos logrado amplificar la longitud de onda a los 1.000 micrómetros, medida clave para poderla utilizar este tipo de aplicaciones en el mundo real."

  • Referencia: AlphaGalileo.org, 20 de enero 2012
  • Fuente: Imperial College de Londres.
  • Imagen 1) Tricorder utilizado en Star Trek. Imagen 2) El autor de la investigación, profesor Stefan Maier, en el laboratorio.
  • Información bibliográfica: "Greatly enhanced continuous-wave terahertz emission by nano-electrodes in a photoconductive photomixer" is published in Nature Photonics by H Tanoto, JH Teng, QY Wu, M Sun, ZN Chen, SA Maier, B Wang, CC Chum, GY Si, AJ Danner and SJ Chua. DOI:10.1038/nphoton.2011.322.

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Editor del blog Pedro Donaire

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