新的“超级”超声波足够敏感 可以听到个别细菌

超声技术已经被广泛使用了数十年，帮助潜水艇导航并让医生非侵入性地检查患者，但它可能会变得更加强大。研究人员开发出一种“超级”超声波传感器，它非常灵敏，可以听到空气分子在四处移动或者是单个细胞的振动。 l%Gw_0.?e  
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在普通的超声设备中，发射器和接收器由压电晶体制成。这意味着当电流施加到它们时它们会振动，从而产生超出人类听觉范围的高频声波。这些声波通过空气，水或软组织，当它们撞到更坚固的表面时会以不同的速率反弹。当它们返回晶体时，过程反向运行 - 振动产生电流，计算机可以破译该信息以创建图像，例如，可以清楚地看到子宫中的胎儿。 uY< H#k  
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然而这些设备的敏感程度是有限的。为了实现这一目标，澳大利亚昆士兰大学的研究人员使用完全不同的设置来制作超声波传感器。在这项研究中，接收器是一个微小的硅片，宽148微米，厚1.8微米，后面是激光器。当声波在不同的地方撞击磁盘时，表面会轻微扭曲，激光可以读取这些干扰，从而产生更精确的图像。 !GW,\y  
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“这是基于我们利用激光测量纳米级机械运动的新能力 - 在测量仪的水平上（原子核宽度的千分之一），”该研究的通讯作者Warwick Bowen教授向New Atlas解释道。 “这种能力的开发是为了实现新的量子技术。在这里，我们使用它来代替超声波传感。超声波驱动硅片上微尺度结构的机械振动，然后我们用激光读出。” =SD\Q!fA  
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据Bowen介绍，这些新型传感器的精确度比现有技术高出约100倍。该设备可以测量超声波，这些超声波施加的力非常小，它们的重力对病毒的影响很大，它实际上可以听到随机移动的空气分子。在更实际的意义上，这种超声波可以很快用于听到个体细胞和细菌。 dr{y0`CCN  
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“短期来看，传感器可以提供一种研究细胞健康和功能的新方法，”Bowen说道。“活细胞随着它们的运作而振动。听这些振动可以提供信号，不仅是细胞是活着还是死亡，还有关于它是健康还是生病的，无论是正常的还是恶性的，或者只是关于内部的过程是什么。我们的传感器提供了一种在单细胞水平直接听到这些振动的方法。” W>M~Sk$v  
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最终，该技术还可以用于改进航空和水下车辆的导航，并且从长远来看，解锁一系列全新的医学成像可能性，例如监测通过身体的单个细胞的运动。 D;Gq)]O  
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该研究发表在《自然-通讯》杂志上。 Y${l!+q  
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链接地址：https://www.nature.com/articles/s41467-018-08038-4