Нанопровода заменили стеклянную призму Ньютона
Ученые из Кембриджского университета создали миниатюрное устройство, способное напрямую визуализировать отдельные клетки без потребности в микроскопе или проводить химические анализы на смартфоне.
Изделие состоит из одного нанопровода и является самым маленьким на сегодня спектрометром, сообщает phys.org. Оно может использоваться для определения с помощью камеры смартфона.
Подробности исследования описаны в журнале Science.
В XVII-м веке опыты Исаака Ньютона с разделением света призмой заложили основу для нового научного направления – спектроскопии. Сегодня оптические спектрометры – неотъемлемая часть почти любого исследования. Анализируя характеристики света, они могут рассказать о процессах в галактическом ядре, свойствах белковых молекул. Большинство спектрометров основано на принципах, продемонстрированных ньютоновской призмой. Это делает их громоздкими и сложными. Исследователи из Кембриджского университета смогли в 1000 раз уменьшить систему.
Команда, работавшая с коллегами из Великобритании, Китая и Финляндии, использовала нанопровод с меняющимся по длине составом. Изделие реагирует на разные цвета видимого спектра. Используя техники, похожие на методы производства компьютерных чипов, ученые создали серию светочувствительных секций нанопровода.
«Конструкция позволяет избавиться от рассеивающих элементов, вроде призмы. Получается более простая, миниатюрная система, — сказал первый автор работы, Цзунинь Ян. – Отдельные сигналы секций нанопровода можно прямо передавать компьютерному алгоритму для реконструкции спектра падающего света».
На фотографии информация, хранимая пикселями, обычно ограничена 3 компонентами – красным, зеленым и синим, объяснил сопервый автор, Том Олброу-Оуэн.
«В нашем устройстве они содержат весь видимый спектр. Мы получаем подробную информацию, превосходящую цветовое восприятие глаза, — добавил специалист. – Так, можно узнать о химических процессах по периметру изображения».
Спектрометр можно внедрить в смартфон, превращая его в мощный аналитический инструмент, объяснил руководитель исследования, доктор Тауфик Хасан. Одна из потенциальных сфер применения нанопровода – биология. Спектрометр может визуализировать отдельные клетки без потребности в микроскопе. В отличие от других технологий, устройство покажет подробную информацию о химических характеристиках каждого пикселя.
Авторы запатентовали систему и надеются, что ее практическое применение начнется в следующие 5 лет.
