अदृश्य सुई: वैज्ञानिकों ने प्रकाशिकी और बायोमेडिसिन के लिए नैनोसेंसर को मास्क करने का एक तरीका विकसित किया है

NUST “MISiS” और पॉलीटेक्निक यूनिवर्सिटी ऑफ़ ट्यूरिन के वैज्ञानिकों से मिलकर बने एक अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक समूह ने एक नए मेटामेट्री का एक मॉडल विकसित किया है जो बाहरी विकिरण से मास्किंग करके ऑप्टिक्स और बायोमेडिसिन में नैनोसेंसर की सटीकता में सुधार करेगा। अध्ययन के परिणामों के बारे में एक लेख जर्नल साइंटिफिक रिपोर्ट्स में प्रकाशित हुआ था।

एक नए मेटामेट्री मास्किंग नैनोसेंसर के एक मॉडल का विकास रूसी-इटालियन प्रोजेक्ट ANASTASIA (एडवांस्ड नॉन-रेडिएटिंग आर्किटेक्चर्स स्कैटरिंग टेन्यूली एंड सस्टेनिंग इनविजिबल एनापोल्स) के फ्रेमवर्क में किया गया है, जिसका उद्देश्य ऐसे मेटामेट्री को मॉडल बनाना और फिर से बनाना है जो ऑब्जेक्ट्स को नैनोस्केल में अदृश्य कर दे। सभी तरंग श्रेणियों में।

"एक बड़ी वस्तु को छिपाना वास्तव में एक छोटे से आसान है," NUST MISiS में सुपरकंडक्टिंग मेटामेट्रिक्स प्रयोगशाला में एक स्नातक छात्र और लेख के मुख्य लेखक अनार ओस्पानोवा का कहना है। - विभिन्न छलावरण तकनीक और चुपके तकनीकें हैं। लेकिन जब हम नैनोस्केल वस्तुओं से निपटते हैं - उदाहरण के लिए, बायोमेडिसिन या भौतिकी में सेंसर सुई, स्थिति अधिक जटिल हो जाती है। आमतौर पर नैनोसेंसर का अध्ययन की गई वस्तुओं के साथ किया जाता है, इसलिए, जब वे माध्यम में आते हैं, तो वे इसे बहुत दृढ़ता से प्रभावित करते हैं - वे इसमें दबाव को बदलते हैं, विकिरण को तितर-बितर करते हैं, और यह समझना मुश्किल हो जाता है कि सुई की विशेषताएं और वस्तु की विशेषताएं कहां हैं। हमने नैनोसेन्सर्स से विकिरण को "छिपाने" का फैसला किया और इस तरह उनके काम की सटीकता बढ़ गई। "

वैज्ञानिकों द्वारा तैयार किए गए मेटामेट्री का मुख्य तत्व एक मेटामोलेक्यूल है, जिसमें लिथियम टैंटेलेट - लीटाओ 3 से बने चार सिलेंडर-डाइलेक्ट्रीक्स शामिल हैं - 5 माइक्रोन के त्रिज्या के साथ। नैनोसेंसर के लिए एक प्रकार का खोल बनाने से, डाइलेक्ट्रिक्स विकिरण के साथ परस्पर क्रिया करता है, और एनोपोल का तथाकथित राज्य, एक गैर-विकिरणित बिखरने वाला पैदा होता है। (अंजीर। 1)। नतीजतन, वस्तु बाहरी पर्यवेक्षक (छवि 2 सी) के लिए अदृश्य हो जाती है। व्यक्तिगत रूप से, सभी तत्व - एक नैनोसेंसर और डाइलेक्ट्रिक्स - तितर बितर विकिरण और दृढ़ता से विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र (चित्र 2 ए, बी) की तस्वीर को विकृत करते हैं।


चित्रा 1 - एक नैनोसेंसर से मिलकर एक मेटामोलेक्यूल का विज़ुअलाइज़ेशन - एक धातु सिलेंडर-कंडक्टर (केंद्र में) और चार सिलेंडर-सेलेक्ट्रिक्स (किनारों के साथ), जहां पी कंडक्टर का विद्युत द्विध्रुवीय क्षण है, टी ढांकता हुआ म्यान का टॉरॉयडल पल है।


चित्रा 2 - मेटामोलेक्यूल के बाहर तत्वों के दृश्य विकिरण का दृश्य और एक मेटामोलेक्यूल के रूप में, जहां (ए) बिना शेल के केंद्रीय तत्व है; (बी) - केंद्रीय तत्व के बिना शेल तत्व; (c) शैल में केंद्रीय तत्व है।

गणनाओं के लिए, हमने 2.5 माइक्रोन की त्रिज्या के साथ एक धातु कंडक्टर का उपयोग किया, एक नैनोसेंसर का अनुकरण किया और एक बहुत ही उच्च तरंग प्रकीर्णन किया, जिसने हमें उच्चतम संभव विकिरण स्तर के लिए गणना करने की अनुमति दी। सिमुलेशन टेराहर्ट्ज़ रेंज में हुआ, इन्फ्रारेड और माइक्रोवेव रेंज के बीच।

वैज्ञानिकों ने मेटा-अणु की सामग्री के रूप में लीताओ 3 - लिथियम टैंटलेट का उपयोग किया, हालांकि आवेदन के दायरे के आधार पर अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है। Nanooptics में, उदाहरण के लिए, सिलिकॉन और जर्मेनियम के साथ काम करना संभव होगा।

NUST “MISiS”, एसोसिएट प्रोफेसर अलेक्सी बशरिन के हिस्से पर ANASTASIA परियोजना के प्रमुख के अनुसार, निर्मित मेटामेट्री में बायोमेडिसिन में उपयोग के लिए संभावनाएं हैं, उदाहरण के लिए, एक खोल के रूप में मानव शरीर के साथ पोटेशियम क्लोराइड के उपयोग के कारण।

"ऐसे कई मामले हैं जब आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है कि ऑब्जेक्ट प्रकाश के साथ बातचीत नहीं करता है - उदाहरण के लिए, जब नैनोस्केल पर ड्रग्स वितरित करते हैं। हमारा अंतिम लक्ष्य एक मेटामोलेक्यूल बनाना है जिसमें ऑब्जेक्ट से स्कैटरिंग और उसके शेल मिलेंगे, एक दूसरे को बेअसर करना और संबंधित वेव रेंज में ऑब्जेक्ट को अदृश्य बनाना, ”- एलेक्सी बशरिन।

अध्ययन का अगला चरण - प्रयोगशाला स्थितियों में प्रस्तावित संरचना का प्रयोगात्मक निर्माण - शरद ऋतु 2018 के लिए निर्धारित है।

फिलहाल, सामग्री और वस्तुओं को बनाने में अनुभव प्राप्त किया गया है जो विकिरण की एक बहुत ही संकीर्ण श्रेणी के लिए पारदर्शी हैं और केवल एक निश्चित कोण पर वस्तुओं को छिपाते हैं। ANASTASIA परियोजना प्रतिभागियों द्वारा निर्धारित कार्य ऐसी संरचनाओं को बनाने के अनुभव को सामान्यीकृत करना है और एक सिद्धांत विकसित करना है जिसके साथ मॉडल बनाना संभव होगा और फिर मेटामेट्री बना सकते हैं जो किसी भी कोण से और एक विस्तृत श्रृंखला में वस्तुओं को छिपाते हैं।