Каталог статей
Поиск по базе статей  
Статья на тему Наука и образование » Открытия и изобретения » Плёнки Smart Holograms позволяют заглянуть болезням в глаза

 

Плёнки Smart Holograms позволяют заглянуть болезням в глаза

 

 

Всем известна лакмусовая бумажка – посмотрел на цвет и всё ясно – в растворе кислота. Но можно ли сделать нечто столь же простое в использовании, чтобы мгновенно обнаруживать уйму разных веществ или даже микробы?

Британская компания "Умные голограммы" (Smart Holograms), основанная в 2002 году профессором Крисом Лоу (Chris Lowe) из университета Кембриджа (University of Cambridge), предлагает одноимённую технологию, которая, по замыслу разработчиков, перевернёт наши представления о сложности и длительности лабораторных медицинских тестов.

Представьте тончайшую (10 микронов) полимерную плёнку с рисунком, который меняет свою форму или цвет в зависимости от содержания сахара в крови или от наличия специфических ферментов в биологическом образце, или от воздействия продуктов обмена веществ, типичных для той или иной болезни.

Датчики, построенные на основе таких голограмм, могут существенно упростить диагностику заболеваний или самостоятельный контроль больных за своим состоянием, или проверку пищи на безопасность и так далее.

загрузка...

 

 

Полимеры, разработанные учёными в рамках этой технологии, "программируются" на отклик на строго определённые вещества.

Пример сложной голограммы, меняющей цвет в зависимости от присутствия тех или иных веществ (иллюстрация с сайта smartholograms.com).

Пример сложной голограммы, меняющей цвет в зависимости от присутствия тех или иных веществ (иллюстрация с сайта smartholograms.com).
При этом отзыв вызывает изменения в голограмме, содержащейся в толще этого полимера – меняется её яркость, или геометрия изображения, или длина волны проходящего света.

Подход уникален (в области различных химических датчиков), так как "Умная голограмма" по существу объединяет в себе два процесса, ранее требовавших раздельных шагов: собственно, обнаружение специфического вещества, а также преобразование этого факта "я тебя поймал" в некую простую форму "сообщения", понятного человеку.

То есть, никакого специфического анализа самой голограммы в большинстве случаев не требуется. Если речь идёт о грубом качественном анализе ("есть–нет", "низкий уровень – высокий уровень") – голограмму можно "прочесть" простым глазом.

А если потребуются более точные измерения, нужно будет применить датчик длины волны (спектрометр), что также не представляет особой сложности.

\'Схема

Схема создания "Умной голограммы" (иллюстрация с сайта smartholograms.com).

Как же создают такую голограмму? Авторы, кстати, называют её голограммой типа Denisyuk, и отмечают, что по своему строению она отличается от привычных нам голограмм, например, тех, что встречаются в кредитных карточках.

Лазерный луч со строго рассчитанной длиной волны проходит через наклонное зеркало и попадает на прозрачную пластину (фотоэмульсия, специальный полимер, стеклянная подложка, которую потом удалят), погружённую в раствор нитрата или перхлората серебра.

На дне кюветы имеется ещё одно зеркало, возвращающее луч вверх.

Наложение волн прямых и отражённых создаёт интерференционную картину на пластинке, в соответствии с которой (с уровнями яркости) происходит фотохимическая реакция, и мельчайшие частицы серебра (размером не более 25 нанометров) концентрируются внутри полимера в виде узких полосок.

\'Фотография

Фотография с электронного микроскопа: образец интерференционных полос, материализованных в "решётке" из наночастиц серебра (иллюстрация с сайта smartholograms.com).
Теперь если через плёнку пропустить белый свет (или использовать отражённый луч), дифракционная решётка из серебра вызовет характерную окраску отражения.

"Фишка" в том, что полимер, использованный в том или ином датчике, реагирует со своим целевым веществом в исследуемом образце так, что физически меняет свои размеры (поглощая молекулы реагента и встраивая их в свои цепи). И пусть он меняет длину на какие-то микроны. Но это вызывает изменения шага решётки.

Или, в других случаях, полимер меняет свой коэффициент преломления.

Так или иначе, это изменяет пик частоты волны света, которая испытывает дифракцию именно на этой решётке. Что меняет цвет датчика или геометрию картинки на голограмме, или её положение.

Технология позволяет создавать сложные датчики, способные одновременно обнаруживать несколько веществ. В зависимости от принципа работы выбранного в каждом конкретном случае полимера – можно создавать обратимые или необратимые (одноразовые) датчики.

Вот некоторые вещества и факторы, просто присутствие которых в пробном образце, или даже их концентрацию, можно обнаружить (или измерить) с помощью "Умных голограмм": pH-фактор, ионы металлов, сульфиды, карбонаты, глюкоза, лактаты, пенициллин, глютамин, мочевина, амилаза, протеаза, оксидаза, определённые клетки, кислород, углекислый газ, оксид азота.

Также можно настроить голограммы на высокую чувствительность к колебаниям температуры или влажности.

PathoTester – прибор со сменными нанокартриджами, работающий по технологии Smart Holograms и обнаруживающий в пробе болезнетворные микробы (фото с сайта smartholograms.com).

PathoTester – прибор со сменными нанокартриджами, работающий по технологии Smart Holograms и обнаруживающий в пробе болезнетворные микробы (фото с сайта smartholograms.com).
Соответственно, подбирая материалы, которые будут реагировать на те или иные вещества (факторы среды), можно "программировать" голограммы на отклик в ответ на определённую болезнь или на присутствие болезнетворных микробов в образце пищи, или на определённые проблемы с обменом веществ у человека.

Интересно, что сама же компания занимается и разработкой карманных приборов, способных детально расшифровывать показания разнообразных датчиков-голограмм, закладываемых в них как сменные картриджи.

А в перспективе, говорят учёные, можно будет создавать целую гамму потребительских товаров со встроенными аналитическими возможностями, например – контактных линз, отблеск которых меняет цвет в зависимости от уровня сахара в крови.

А ещё… Ну, вы легко можете представить сами.

Статья получена: Membrana.ru

 

 

Наверх


Постоянная ссылка на статью "Плёнки Smart Holograms позволяют заглянуть болезням в глаза":


Рассказать другу

Оценка: 4.0 (голосов: 16)

Ваша оценка:

Ваш комментарий

Имя:
Сообщение:
Защитный код: включите графику
 
 



Поиск по базе статей:





Темы статей






Новые статьи

Противовирусные препараты: за и против Добро пожаловать в Армению. Знакомство с Арменией Крыша из сэндвич панелей для индивидуального строительства Возможно ли отменить договор купли-продажи квартиры, если он был уже подписан Как выбрать блеск для губ Чего боятся мужчины Как побороть страх перед неизвестностью Газон на участке своими руками Как правильно стирать шторы Как просто бросить курить

Вместе с этой статьей обычно читают:

Mazda 6: Эти глаза не против

В тесте участвуют автомобили: Mazda 6 Агрессивная внешность новой «Мазды» отлично сочетается с настоящим спортивным характером. Ну вот, совсем же другое дело – просто любо-дорого посмотреть! «Мазда-6» – это кошачий силуэт, стильные колесные диски, спицы которых напоминают изогнутый восточный ятаган, но главное, конечно, фары!

» Японские автомобили - 2382 - читать


Nissan Murano: Влюбленными глазами

В тесте участвуют автомобили: Nissan Murano Для столь дорогого и мощного «паркетника», призванного выполнять отчасти и функции седана бизнес-класса, он, пожалуй, даже слишком красив. Но это не отпугнет покупателя без комплексов: «Пусть смотрят вслед и завидуют!» «Выступает, будто пава...» До чего же плавно идет!

» Японские автомобили - 2773 - читать


Nissan Micra: Загляни себе в глаза

В тесте участвуют автомобили: Nissan Micra Посмотреть другие фото (1) Игра прекратилась, как по свистку арбитра, мгновенно стих гомон над улочкой портовой окраины Гавра. Чернокожие гавроши застыли под щитом, провожая взглядами лупоглазую божью коровку.

» Японские автомобили - 2412 - читать


Kia Shuma: Посмотри мне в глаза

В тесте участвуют автомобили: Kia Shuma Посмотреть другие фото (6) Перед нами "КИА-Шума II" - машина 2002 модельного года. От своей предшественницы - первой "Шумы", появившейся пятью годами раньше (1997), отличается весьма заметно.

» Корейские автомобили - 2941 - читать


Загляните ему в глаза

Спрут приблизился и мягко обвил двумя щупальцами голову Фреда Бавендама. « Только бы он не вздумал испытывать на прочность мой череп»,— пронеслось в сознании фотографа. В тот же миг другое щупальце сорвало маску и, пока ныряльщик возвращал ее на место, осьминог успел затащить в нору его оранжевую фотокамеру.

» Загадки природы - 1472 - читать



Статья на тему Наука и образование » Открытия и изобретения » Плёнки Smart Holograms позволяют заглянуть болезням в глаза

Все статьи | Разделы | Поиск | Добавить статью | Контакты

© Art.Thelib.Ru, 2006-2024, при копировании материалов, прямая индексируемая ссылка на сайт обязательна.

Энциклопедия Art.Thelib.Ru