Ultraääntä kolmiulotteisesti

12.10.2020

MPG-ultasound-projector-250-t.jpgKirjoitettu äänellä: Sirun vastaavat kuplakuviot muodostavat äänenpaineprofiilit, joihin kokeen mikrohiukkaset ja kirjaimet järjestyvät. Uuden kirjeen kirjoittaminen kestää noin 10 minuuttia. Se voitaneen kuitenkin tehdä nopeammin muunlaisten sirujen avulla.

Max Planck Instituten tutkijat ovat luoneet sirupohjaista tekniikkaa, joka moduloi voimakkaita äänenpaineprofiileita korkealla resoluutiolla, avaten uusia mahdollisuuksia ultraääniterapialle

Ultraääntä käytetään laajalti diagnostisena työkaluna sekä lääketieteessä että materiaalitieteessä. Sitä voidaan käyttää myös terapeuttisesti. Se tuhoaa esimerkiksi syöpäsoluja kuumentamalla sairastunutta kudosta.

"Terveiden kudosten vahingoittumisen välttämiseksi äänenpaineprofiilin on oltava muotoiltu tarkasti", kertoo tutkimusryhmän johtaja Peer Fischer.

Fischerin ryhmän kehittämän Spatial Ultrasound Modulator (SUM) mahdollistaa erittäin voimakkaiden ultraääniaaltojen kolmiulotteisen muodon muuntelun korkealla resoluutiolla ja pienemmällä teknisellä vaivalla kuin nykyisien ultraääniprofiilien modulointiin tarvitaan.

Äänenpaineprofiilin moduloimiseksi hyödynnetään veden ja ilman erilaisia akustisia ominaisuuksia. Ultraääni kulkee nesteen läpi esteettömästi mutta heijastuu ilmakuplista.

Tutkimusryhmä rakensi sirun, jonka 10 000 elektrodille he voivat tuottaa vetykuplia elektrolyysillä ohueen vesikalvoon. Ääniaaltojen kulkiessa nesteen läpi ilmakuplien kohdalle syntyy maski, joka luo äänenpaineprofiilin, jossa on aukot ilmakuplien pisteissä.

Hieman eri tekniikkaa käyttäen saatiin muodostettua ultraääniaallon paineprofiilin muodonmuutokset hologrammin tavoin ja järjestäen pienet hiukkaset - sekä biologiset solut nesteessä - halutuksi kuvioksi. Tätä tekniikkaa voitaisiin käyttää paitsi diagnostisiin ja terapeuttisiin tarkoituksiin myös biolääketieteellisissä laboratorioissa.

Ultraäänisignaalit suoraan kuviksi

Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston tutkijat ovat luoneen ensimmäisen ultraäänien näyttörakenteen, joka muuntaa akustiset signaalit suoraan näytölle valoksi ilman elektronista signaalinkäsittelyä.

Alan uusimmat tekniikat sisältävät paljonkin kehittyneitä laitteistoja ja vaativat monimutkaisia lähestymistapoja signaalinkäsittelyyn verrattuna aikaisempiin lähestymistapoihin. Tämä nostaa merkittävästi ultraäänikuvantamisen kustannuksia, joten se ei ole käytettävissä monille aloille, jotka hyötyisivät tekniikasta.

MPG-P-CAROLINA-ultrasound-250.gifTutkijat valmistivat kerrostetun orgaanisen ledin (OLED) pietsosähköisen (PZT) lyijysirkonaattititanaatti kiteen päälle. Tuloksena olevassa “p-OLED-näytössä” ultraääniaaltojen aiheuttamat jännitteet muunnetaan suoraan valoksi. He uskovat pystyvänsä pian valmistamaan p-OLEDinsa noin 100 dollarilla - huomattava parannus aikaisempien anturiryhmien hintalappuihin, jotka voivat ylittää 100 000 dollaria.

Aiheesta aiemmin:

Edullinen ultraäänilaite

Ultraääni lataa ja herättää radioita

22.10.2020Yhden molekyylin kytkin elektreetistä
21.10.2020Yhä vihreämpiä virtausakkuja
20.10.2020Kierteisiä topologisia eksitoni-polaritoneja
19.10.2020Lähi-infrapunan aallot näkyviksi
16.10.2020Kiinteä elektrolyytti natrium-akuille
15.10.2020Fotonit taipuvat moneen
14.10.2020Grafeenia pinoten ja kiertäen
13.10.2020Orgaanisten piirien miniaturisointia
12.10.2020Ultraääntä kolmiulotteisesti
09.10.2020Kvanttitietokoneet tehostuvat

Siirry arkistoon »