doi.org/10.1021/acsphotonics.4c00874
Credibilidade: 999
#Tecnologia
Os pesquisadores do TMOS avançaram no desenvolvimento de raios tratores leves e portáteis que poderiam transformar procedimentos médicos não invasivos
Pesquisadores do TMOS, o Centro de Excelência ARC para Sistemas Meta-Ópticos Transformativos, fizeram um avanço inicial significativo na criação de feixes tratores habilitados por metassuperfícies.
Esses feixes de luz, capazes de atrair partículas em sua direção, são inspirados nos raios tratores fictícios vistos na ficção científica.
Em uma pesquisa publicada na ACS Photonics, a equipe da Universidade de Melbourne descreve seu feixe solenóide gerado usando uma metassuperfície de silício.
Os feixes solenóides anteriores foram criados por moduladores de luz especiais (SLMs) volumosos; no entanto, o tamanho e o peso desses sistemas impedem que os feixes sejam usados em dispositivos portáteis.
A metassuperfície é uma camada de silício nanopadronizado com apenas cerca de 1/2.000 de milímetro de espessura.
A equipe espera que um dia ele possa ser usado para fazer biópsias de maneira não invasiva, ao contrário dos métodos atuais, como o fórceps, que causa trauma nos tecidos circundantes.
Os feixes de luz tendem a exercer uma força de impulso, afastando as partículas da fonte de luz.
Foi comprovado que os feixes solenóides atraem partículas em direção à fonte de luz.
Considere a maneira como uma furadeira funciona, puxando aparas de madeira pela broca.
Os feixes solenóides funcionam de forma semelhante.
Vantagens do novo feixe solenóide: Este feixe solenóide específico tem vários benefícios em relação aos feixes solenóides gerados anteriormente, pois as condições exigidas do feixe de entrada são mais flexíveis do que os feixes anteriores, não requer um SLM e o tamanho, peso, e os requisitos de energia são significativamente menores que os sistemas anteriores.
A metassuperfície foi criada mapeando o holograma de fase do feixe desejado.
Isso foi usado para criar um padrão.
A metassuperfície foi então fabricada a partir de silício usando litografia por feixe de elétrons e gravação com íons reativos.
Quando o feixe de entrada, neste caso, um feixe gaussiano, é filtrado pela metassuperfície, a maior parte dele (aproximadamente 76%) é convertida em um feixe solenóide e se afasta do feixe não convertido, permitindo aos pesquisadores trabalhar com ele sem obstrução.
Eles conseguiram caracterizar o feixe a uma distância de 21 centímetros.
A pesquisadora principal, Maryam Setareh, afirma: O tamanho compacto e a alta eficiência deste dispositivo podem levar a aplicações inovadoras no futuro.
A capacidade de extrair partículas usando uma metassuperfície pode ter o potencial de impactar o campo da biópsia, reduzindo potencialmente a dor por meio de métodos menos invasivos.- Setareh diz: Estamos entusiasmados em investigar o desempenho do nosso dispositivo na manipulação de partículas, o que poderia oferecer informações valiosas .- O investigador-chefe Ken Crozier diz: A próxima etapa desta pesquisa será demonstrar experimentalmente a capacidade do feixe de puxar partículas, e ficaremos entusiasmados em compartilhar esses resultados quando estiverem disponíveis.- Crozier diz Este trabalho abre novas possibilidades por usar a luz para exercer forças sobre objetos minúsculos.-
Publicado em 23/07/2024 13h18
Artigo original:
Estudo original: