Los científicos e ingenieros de la Universidad de Nottingham han construido los transductores ultrasónicos más pequeños del mundo capaces de generar y detectar ultrasonidos. Estos transductores revolucionarios, que son órdenes de magnitud más pequeños que los sistemas actuales, son tan pequeños que hasta 500 de los más pequeños podrían colocarse a lo ancho de un cabello humano.
Si bien en una etapa temprana, estos dispositivos ofrecen una miríada de posibilidades para obtener imágenes y medir a escalas mil veces más pequeñas que los ultrasonidos convencionales. Pueden hacerse tan pequeños que podrían colocarse dentro de las células para realizar ultrasonidos intracelulares. Pueden producir ultrasonidos de una frecuencia tan alta que su longitud de onda es menor que la de la luz visible. En teoría, hacen posible que las imágenes ultrasónicas tomen fotografías más finas que los microscopios ópticos más potentes.
La obra, por el Grupo de Óptica Aplicada en la División de Sistemas Eléctricos y Óptica ha sido considerado tan potencialmente innovador que el año pasado se le otorgó un premio de £ 850, 000 Beca de plataforma de cinco años otorgada por el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) para desarrollar técnicas ultrasónicas avanzadas. El equipo también ha sido apoyado por fondos adicionales de £ 350, 000 de una subvención del EPSRC para respaldar la investigación aeroespacial.
Matt Clark, del Grupo de Óptica Aplicada, dijo:"Con el auge de la nanotecnología, se necesitan herramientas de diagnóstico más potentes, especialmente los que pueden operar de forma no destructiva y los que pueden usarse para acceder a las propiedades mecánicas y químicas de las muestras a esta escala. Estos nuevos transductores son tremendamente emocionantes y llevan el poder de los ultrasonidos a la nanoescala ".
Los transductores ultrasónicos consisten en estructuras tipo sándwich o concha cuidadosamente diseñadas para poseer resonancias ópticas y ultrasónicas. Cuando son golpeados por un pulso de luz láser, se ponen a sonar a alta frecuencia, lo que lanza ondas ultrasónicas en la muestra. Cuando son excitados por ultrasonido, los transductores se deforman muy levemente y esto cambia sus resonancias ópticas que son detectadas por un láser.
Los dispositivos pueden construirse mediante técnicas de micro / nano litografía similares a las utilizadas para microchips o mediante autoensamblaje molecular donde los transductores se construyen químicamente.
Quizás la aplicación más familiar de los ultrasonidos sea la imagen médica, pero también se usa ampliamente en aplicaciones de ingeniería y para detección química. Estos diminutos transductores abren la posibilidad de utilizar estas técnicas en las escalas más pequeñas, por ejemplo, en el interior de las células y en componentes de nanoingeniería.
El Dr. Clark dijo:"Imagine obtener imágenes dentro de las células de la misma manera que las imágenes ultrasónicas se realizan dentro de los cuerpos. Teóricamente, podríamos obtener una resolución más alta con los nano-ultrasónicos que con los microscopios ópticos y el contraste sería muy interesante. Además, los transductores se pueden convertir en sensores químicos altamente sensibles - los sensores SAW ultrasónicos se utilizan en la escala normal para narices electrónicas - esto le permitiría distribuir sensores químicos en tejidos o en pintura - por lo que podría hacer pintura con sensores químicos para detectar corrosión o explosivos en eso."
