德国的科学家成功地开发出最小的超声波探测器,比血细胞更小

科技全频 2020-09-21 07:33:23

德国的科学家成功地开发出有史以来最小的超声波探测器,它比血细胞小,并为所谓的超分辨率成像开辟了新的可能性。研究人员将结果描述为“令人叹为观止”,并希望这项技术可以允许对生物组织进行前所未有的详细研究。

由德国环境健康研究中心和慕尼黑工业大学的科学家共同开发的新设备代表了与传统超声成像技术之间的某种背离,后者通常依赖于所谓的压电设备,吸收超声波产生的压力并将其转化为电压。

通过这种方法产生的图像质量直接与压电检测器的尺寸有关,检测器越小,分辨率越高,但这又损害了设备的灵敏度。这项新研究的作者通过转向依赖硅光子学的另一种成像技术,详细描述了解决该问题的方法。

通过允许将小型化的光学组件组装在小型硅芯片上,硅光子技术在下一代计算和数据传输等领域具有巨大的潜力。硅能够将光限制在非常小的尺寸上,这是科学家能够利用其突破性设备的能力。

该器件称为硅波导标准具检测器,即SWED,其工作原理是拾取光强度在微型光子电路中传播时的光强变化,而不是通过压电晶体跟踪电压。该小组说,该设备比血细胞小,并首次标志着这种大小的检测器用于检测超声波。

研究团队负责人,慕尼黑工业大学的 德国环境健康研究中心 教授说:“由于采用了硅光子技术,我们能够在保持高灵敏度的同时将新型检测器小型化的程度令人叹为观止。”

SWED装置的尺寸约为半微米,比临床使用的最小压电检测器小至少10,000倍,从而使其能够对小于1微米的特征成像。众所周知,这种超分辨率成像方法可以应用于细胞和组织,从而为生物医学研究和临床诊断开辟新的可能性,但也可以允许以前所未有的方式研究超声波。

这项研究发表在“ 自然 ”杂志上。

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