Hrvatski znanstvenik s američkom adresom prof. dr. sc. Marin Soljačić s MIT-a s kolegama je objavio još jedan iznimno značajan rad.
U Scienceu, jednom od najznačajnijih svjetskih znanstvenih časopisa, izaći će rad pod naslovom A general framework for scintillation in nanophotonics u kojem se opisuje novi nacin dizajniranja materijala koji omogućuje znatno veću preciznost uređaja koji se u radu oslanjaju na zračenje.
Radi se, dakle, o rentgenskim ili CT uređajima. U ovom dostignuću znanstveni tim našeg znanstvenika koristio je i napredno računalno modeliranje. Prof. Soljačić sam nas je podsjetio na tekst ovog autora od prije sedam godina kada smo pisali kako on sa svojom znanstvenom grupom radi na poboljašnju takvih uređaja.
- Konkretno smo na ovom projektu radili tri godine, a već se u priopćenju MIT-a navodi kako je riječ o povećanju za faktor 10 (ili više) preciznosti u nekim od spomenutih materijala. Međutim, samom faktoru povećanja je dat možda prevelik naglasak, ponosniji smo na činjenicu da naš novi pristup omogućava puno bolje razmijevanje i modeliranje scintilatora, kako se nazivaju ovakvi materijali. To će, nadamo se, omogućiti dizajn boljih scintilatora u budućnosti. Mi smo uistinu demonstrirali deseterostruko poboljšanje u nekim posebnim scintilatorima: ali, to ne znači automatski da će ista vrsta poboljšanja biti moguća u svim scintilatorima. No, puno raznih mogućnosti poboljšanja scintilatora će definitivno sada biti omogućene, rekao nam je prof. Soljačić nastavljajući kako na ovaj svoj rad više gleda kao na razvoj znanstvenog modela za modeliranje nano-strukturiranih takvih materijala.
- Taj model bi, nadamo se, trebao omogućiti nama i drugim ljudima da u budućnosti razvijemo nove takove materijale koji će preciznije i vjerojatno s manjom dozom X-zračenja formirati fotografije za medicinske (ali i druge) primjene. Istina je da smo također iskoristili naš novi model da demonstriramo "moć" nasšeg modela: demonstrirali smo 10-terostruko poboljšanje u jednom posebnom materijalu, opisao je naš znanstvenik.
Ovaj se, dakle, rad nastavlja na postignuće iz 2015. godine kada je momčad znanstvenika s MIT-a i iz Singapura na čelu s našim Marinom Soljačićem pronašla način kojim bi se dobivanje X-zraka moglo promijeniti. Ta nova teorija nije tada još bila praktično potvrđena, ali su na njenom temelju izrađene simulacije koje pokazuju kako bi na listu grafena, dvodimenzionalnom obliku čistog ugljika, bilo moguće proizvesti nove vrste X-zraka.
To bi se postiglo tako da se list grafena podvrgne snopu fotona iz laserske zrake, pobuđujući u njemu valove koji se zovu plazmoni: plazmoni se zatim mogu pobuditi snopom elektrona, sličnim onom koji se može pronaći u elektronskim mikroskopima, i tada bi kao reakciju proizveli jak radijacijski impuls čija bi se valna duljina mogla podešavati između ostalog i u režim X-zraka. Tako dobivene X-zrake bile bi puno preciznije nego konvencionalno proizvedene X-zrake, upravo poput kakvog lasera.
To bi također omogućilo, potvrđuju znanstvenici u tekstu MIT-ovog priopćenja, sigurnije X-zrake koje bi uzrokovale manje okolne, neželjene radijacije, pisali smo tada. I evo ga, grupa prof. Soljačića takodjer je osmislila kako dizajnirati materijal kojim bi se puno preciznije detektirale takve zrake. Objasnimo kako je scintilator materijal koji emitira svjetlost kada ga se bombardira visokoenergetskim česticama ili X-zraka. Kod medicinskih ili zubarskih uređaja scintilatori pretvaraju X-zračenje u vidljivu svjetlost koja se onda na filmu prikazuje kao slika pomoću filma ili fotonsenzora.
Grupa prof. Soljačića sada je pokazala kako se promjenom površine tih materijala na način da se naprave određene nano-konfiguracije. Do sada su se napori u svrhu poboljšanja scintilatora koncntrirali na pronalazak novih materijala, dok se ovaj pristup može primijeniti na postojeće materijale.
Prof. Soljačić i njegova grupa znanstvenika vjeruje kako bi se doista mogle poboljšati performanse medicinskih dijagnostičkih uređaja, a ovi inovativni scintilatori mogli bi se koristiti i u kontroli kvalitete s puno većom preciznosti i većom brzinom. Industrija uređaja gdje se scintilatori koriste vrijedna je 100 milijardi dolara, a oni su u upotebi već 70 godina.
Prof. Soljačić je izjavio u materijalima koje MIT objavljuje povodom ovog rada kako je ovaj rad omogućen i snažnim napredkom u polju računalnog simuliranja što je takodjer omogućilo brza i temeljita unaprijeđenja, primjerice i na polju solarnih ćelija i LED-ova. Nove računalne modele njegov je tim napravio upravo za scintilatore gdje bi se pomoću njih mogli postići slični napretci i u ovoj tehnologiji.
- Nanofotonične tehnike pružaju ultimativne mogućnosti krojenja i pobojlšanja ponašanja svjetlosti. No, do sada, obećanje ove mogućnosti u kontekstu scintilatora bilo je nedostižno jer je modeliranje scintilatora vrlo izazovno. Ovaj rad po prvi puta otvara polje razvoja scintilatora na takav način, otvara ga za primjenu nanofotoničnih tehnika, rekao je prof. Soljačić.
>> VIDEO Usporedili smo cijene žičara u Europi: Put do Sljemena turisti će plaćati kao u francuskim Alpama
