Vučna zraka, posebna vrsta elektromagnetskog zračenja koja privlači čestice prema izvoru umjesto da ih odbija, dugo je bila koncept iz znanstvene fantastike. Međutim, znanstvenici iz Australskog istraživačkog centra za transformativne metaoptičke sustave (Australian Research Council’s Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems ili TMOS) nedavno su postigli značajan napredak u ostvarivanju ove tehnologije. Ova nova tehnologija mogla bi donijeti revolucionarne promjene u medicini, omogućujući neinvazivne metode koje smanjuju traumu tkiva, primjerice, prilikom uzimanja biopsija.
Ključne inovacije: trostruka heliksna zraka i metapovršina
Kako prenosi Popular Mechanics, znanstvenici su razvili novu vrstu zrake nazvanu na Engleskom “triple helix solenoid beam”, koja se sastoji od tri spiralno uvijena snopa svjetlosti koja tvore cjevasti oblik. Ova zraka nastaje kada se obična svjetlosna zraka provede kroz posebno dizajniranu metapovršinu, koja je izuzetno tanak sloj nanostrukturiranog silicija na staklenoj ploči. Metapovršine koriste mikro-urezane ili posebno pripremljene površine za promjenu oblika elektromagnetskih valova, pri čemu različite metapovršine stvaraju različite učinke
Znanstvenici objašnjavaju da ova zraka privlači čestice na način sličan svrdlu koje uvlači piljevinu. Tri spiralna svjetlosna snopa unutar “triple helix solenoid beam” obavijaju česticu, omogućujući preciznu kontrolu i manipulaciju, slično optičkim pincetama. Međutim, nova značajka ove tehnologije je vučna sila, poznata kao “traktoriranje”, koja nastaje uvijanjem zrake. Ova inovativna tehnologija razvijena je krajem 2000-ih, a popularizirana je kroz NASA-ina istraživanja 2011. godine.
Najizglednija primjena ove tehnologije u bliskoj budućnosti leži u zdravstvenom sektoru. Današnje metode uzimanja biopsija često uključuju igle ili kirurške instrumente koji mogu oštetiti tkivo. Vučna zraka mogla bi omogućiti uzimanje uzoraka stanica bez fizičkog kontakta, smanjujući rizik od oštećenja tkiva i boli. Ovaj bi pristup mogao revolucionirati medicinske postupke, čineći ih manje invazivnima i sigurnijima za pacijente.
Tehnička poboljšanja: od prostornog svjetlosnog modulatora do metapovršine
Prethodne verzije vučnih zraka koristile su prostorne svjetlosne modulatore (spatial light modulators ili SLM), koji su učinkoviti, ali glomazni i neprikladni za prijenosne aplikacije. S novom metapovršinom izrađenom od silicijske mikroploče, istraživači su uspjeli značajno smanjiti veličinu i troškove opreme, zadržavajući visoku učinkovitost. Ova metapovršina ima prijenosnu učinkovitost od otprilike 76%, što je čini obećavajućom alternativom za SLM sustave u različitim primjenama.
Ovo istraživanje predstavlja važan korak naprijed u razvoju vučnih zraka. Iako trenutna studija naglasak stavlja na poboljšanje metapovršine, daljnji rad na poboljšanju kvalitete i koherentnosti zrake mogao bi otvoriti nove mogućnosti za ovu tehnologiju. S obzirom na njezinu potencijalnu primjenu u medicini, ova tehnologija ima kapacitet za značajan utjecaj na način obavljanja medicinskih postupaka, smanjujući rizike i poboljšavajući kvalitetu skrbi za pacijente.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
