全世界每年有數(shù)百萬人死于癌癥。
澳大利亞國立大學(xué)(澳國立)與英國思克萊德大學(xué)(University of Strathclyde)、 牛津大學(xué)(Oxford University)合作研發(fā)了一種新的微型設(shè)備。這些新型微型設(shè)備可進一步應(yīng)用于安全并且高清的醫(yī)療影像技術(shù),從而幫助醫(yī)生盡早識別致命癌癥,并采取治療。
研發(fā)團隊的首席研究員之一、澳國立物理研究院(ANU Research School of Physics)Lan Fu教授解釋道,這種設(shè)備使用太赫茲輻射,它可以穿透各種介質(zhì),包括塑料、木材和皮膚等等。她說道,太赫茲輻射是一種波長介于紅外線與微波之間的電磁波,它不會像X射線那樣對活體組織造成傷害。
“這些微型設(shè)備是由比人的頭發(fā)還要細(xì)一百倍的納米線制成的。它們對成像和傳感技術(shù)的進一步突破起著關(guān)鍵作用!
它們可以用于創(chuàng)造一種新的安全成像技術(shù),其分辨率遠(yuǎn)高于目前醫(yī)生用于檢測小型腫瘤的超聲設(shè)備。此外,該技術(shù)還可以通過檢測可疑腫瘤發(fā)射的太赫茲輻射來診斷腫瘤——就像人類的‘指紋’一樣,具有獨特性。”
太赫茲技術(shù)目前被用于機場的安檢系統(tǒng),在工業(yè)和臨床等領(lǐng)域也有應(yīng)用。與這些技術(shù)相比,澳國立物理學(xué)家及其英國的同事所研發(fā)的這項技術(shù),可以極大地提高太赫茲設(shè)備所能獲取的有關(guān)物體的信息量。
“現(xiàn)有技術(shù)通常只能檢測太赫茲輻射的強度。但是,我們已經(jīng)能夠檢測到其特性的其他變化。例如,一束太赫茲脈沖穿過并與物體相互作用時,它的振動方向有可能發(fā)生改變,也就是電磁波的極化。通過檢測脈沖的極化,我們可以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于該物質(zhì)的信息!盕u教授說道。
“極化本質(zhì)上是電磁波傳播時振動的方向。”
合作研究員、澳國立物理研究院Hoe Tan教授說道,我們團隊的工作,使用的是納米技術(shù),與現(xiàn)今其他技術(shù)相比,面積更小,從而有望節(jié)省成本。
“我們相信,我們所研發(fā)的這個微型設(shè)備可用于機場的安全檢查,并使檢查過程更加容易,不再那么麻煩。有了這個先進的掃描系統(tǒng),我們就不必在機場排隊,不必將筆記本電腦和液體從隨身攜帶的行李中取出安檢了!盩an教授表示。
這項研究成果,建立于由澳國立杰出教授Chennupati Jagadish領(lǐng)導(dǎo)的澳國立研究團隊,與由牛津大學(xué)Michael Johnston教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊長期合作的基礎(chǔ)之上,并獲得到了澳大利亞研究理事會(Australian Research Council, ARC),澳大利亞國家制造研究所(Australian National Fabrication Facility)以及澳大利亞政府國際研究生科研獎學(xué)金(Australian Government International Postgraduate Research Scholarship)的支持。
Jagadish教授說道:“我們目前正在進一步研發(fā)該設(shè)備的封裝和電路控制設(shè)備,以使其不僅與實驗室的太赫茲光譜儀和成像系統(tǒng)兼容,還能與商業(yè)用途的各種設(shè)備和系統(tǒng)兼容!
“由澳國立主辦,新成立的ARC新型超光學(xué)系統(tǒng)卓越研究中心(ARC Centre of Excellent for Transformative Meta-Optical Systems)也將使用這一檢測設(shè)備,用于發(fā)現(xiàn)新型合成材料。對此,我們感到非常高興和榮幸!
此項研究已發(fā)表于《科學(xué)》(Science)雜志。該論文的第一作者Kun Peng博士目前在牛津大學(xué)從事博士后研究工作,她于2017年獲得澳國立的博士學(xué)位。
澳洲最大的物理學(xué)院
澳大利亞國立大學(xué)的物理學(xué)科一直鼓勵創(chuàng)新和跨學(xué)科合作。我們會與天文學(xué)家一起追尋引力波,與工程師一起研究先進的納米技術(shù),與地球?qū)W家一起對地球內(nèi)部進行建模,并與醫(yī)學(xué)研究人員一起探索大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),我們甚至還與澳國立音樂學(xué)院合作研發(fā)了符合人體工程學(xué)的薩克斯架子。
我們是澳大利亞所有大學(xué)中最大的物理學(xué)院,并與世界各地的實驗室開展合作。我們的學(xué)生來自世界各地,遍布全球30多個國家。
澳國立物理研究院(Research School of Physics)擁有自己的技術(shù)制造和原型制作能力,并匯集了澳洲主要的國家級設(shè)施和國家研究與技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。
我們積極推動新興技術(shù)的發(fā)展,并且成功幫助許多衍生公司走向全球。
科研設(shè)施
澳國立物理研究院擁有一系列世界一流的國家研究設(shè)施與機構(gòu),其中包括:
重離子加速器研究所
澳大利亞離子注入高級研究所
微焦X射線計算機斷層成像國家實驗室
澳大利亞等離子體聚變研究所
澳大利亞國家制造研究所
科研方向
量子科學(xué)與技術(shù)
清潔能源
環(huán)境物理學(xué)
聚變與等離子體約束
材料科學(xué)與工程
納米科學(xué)與納米技術(shù)
光子學(xué),激光與非線性光學(xué)
等離子體技術(shù)與應(yīng)用
原子核物理學(xué)
拓?fù)渑c結(jié)構(gòu)科學(xué)
理論物理學(xué)