وستتيح الطريقة الجديدة التعرف على الأدوية المزيفة والمتفجرات عن بعد وإجراء اختبارات التصوير الطبي باستخدام الإشعاعات غير المؤينة. نُشرت نتائج البحث مؤخرًا في مجلتي NATURE COMMUNICATIONS و NANO LETTERS وسيتم عرضها في بداية فبراير 2020 في مؤتمر البصريات الدولي PHOTONICS WEST الذي سيعقد في سان فرانسيسكو.
نجح مجموعة من الباحثين من مختبر كهروضوئيات النانو في قسم الإلكترونيات الفيزيائية في جامعة تل أبيب، بقيادة البروفيسور تال ألينبوغن، في تطوير طريقة جديدة لتوليد موجات تيراهيرتز والتحكم فيها باستخدام مواد نانومترية. سيمكن هذا البحث الرائد من التطوير المتسارع لمجموعة واسعة من التطبيقات الجديدة والأساسية في مجالات الطب والتكنولوجيا والأمن وغيرها من المجالات.
أجرى البحث البروفيسور تال ألينبوجن والطالبتان شاي كيرين تسور وماي تال من مختبر البروفيسور ألينبوغين، بالتعاون مع البروفيسور دانييل ميتلمان من جامعة براون في الولايات المتحدة الأمريكية والدكتور شير لي فلايشر الباحث في جامعة براون في الولايات المتحدة الأمريكية. كلية الكيمياء في جامعة تل أبيب.
نُشرت نتائج البحث مؤخرًا في مجلتي NATURE COMMUNICATIONS وNANO LETTERS وسيتم تقديمها في أوائل فبراير 2020 في مؤتمر البصريات الدولي PHOTONICS WEST الذي سيعقد في سان فرانسيسكو.
موجات تيراهيرتز هي موجات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية أقصر من موجات الميكروويف وأطول من موجات الأشعة تحت الحمراء.
ووفقا للبروفيسور تال ألينبوجن، فإن المجتمع العلمي يعرف منذ سنوات عديدة أن الموجات الكهرومغناطيسية في مجال تيراهيرتز لها أهمية كبيرة بسبب تفاعلها الفريد مع المواد. على سبيل المثال، يمكن استخدام موجات تيراهيرتز لتحديد المواد المختلفة بدقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لموجات تيراهيرتز المرور عبر المواد والأشياء التي تبدو معتمة عند أطوال موجية أخرى، لذلك يمكن استخدامها لاكتشاف الأشياء المخفية وحتى تكوينها. لكن على الرغم من الأهمية الكبيرة لموجات التيراهرتز، إلا أن القدرة على إنتاج هذه الموجات والتحكم فيها محدودة للغاية مقارنة بمجالات الإشعاع الأخرى.
يستخدم البحث الجديد الأسطح الهندسية النانوية، والتي تسمى الأسطح الخارقة، والتي تتيح إنتاجًا غير مسبوق والتحكم في موجات تيراهيرتز. وتم إنتاج هذه الأسطح في مركز النانو بجامعة تل أبيب باستخدام أساليب تكنولوجيا النانو المتقدمة.
وكجزء من هذه العملية، سيقوم الباحثون بإنشاء أسطح مرصوفة بهوائيات نانومترية من الذهب (النانومتر يعادل جزءًا من المليار من المتر)، والتي تستقبل الضوء بكفاءة من أشعة الليزر مع نبضات قصيرة جدًا في الوقت المناسب، وفي عملية تحويل الطاقة. نقل نبضات من إشعاع تيراهيرتز بدلا من ذلك. ومن خلال التحكم في الهوائيات الموجودة أعلى السطح الخارق، أظهر الباحثون أنه من الممكن تشكيل الشكل المكاني والزماني لنبضة تيراهيرتز، والتي يتم توليدها بطريقة لا يمكن تحقيقها بالوسائل الحالية.
البروفيسور ألينبوجن: "إن العرض الذي قمنا به في المختبر يعد رائدًا، لأن استخدام المواد النانومترية والقدرة على إنتاج الضوء منها بطريقة محكمة يضيف أدوات تكنولوجية مهمة وقدرات جديدة ويأخذ البحث في هذا المجال خطوة كبيرة إلى الأمام ".
ووفقا له، فإن "القدرة على التحكم بشكل مثالي في الشكل المكاني والخصائص الأخرى لموجات تيراهيرتز، كما هو موضح في الدراسة، تمكن من تطبيق وتطوير طرق التصوير المتقدمة، والفحص المجهري والتحليل الطيفي الجديد". على سبيل المثال، سيكون من الممكن التعرف عن بعد ودون استخدام الاختبارات المعملية الكيميائية على تركيبة المواد المختلفة وبنيتها المكانية بطريقة أفضل. وسيكون من الممكن، على سبيل المثال، التعرف بسهولة على المخدرات المزيفة، وكذلك التعرف على المتفجرات.
ونظرًا لأهميته الكبيرة، فقد تم تمويل البحث من قبل وكالة ERC (مجلس البحوث الأوروبي) المرموقة للمنح البحثية التابعة للاتحاد الأوروبي. كما شاركت وزارة العلوم والتكنولوجيا في التمويل الجزئي للبحث.
روابط المقالات البحثية:
תגובה אחת
إن النظام الذي يتطلب مصدر ليزر نبضي (من المحتمل أن يكون ليزر الفيمتو ثانية) سيكون مكلفًا للغاية بحيث لا يوجد شيء آخر في هذا البحث بخلاف أعمال التصنيع المرهقة والمملة.