超聲技術已經被廣泛使用了數十年，幫助潛水艇導航並讓醫生非侵入性地檢查患者，但它可能會變得更加強大。研究人員開發出一種“超級”超聲波感測器，它非常靈敏，可以聽到空氣分子在四處移動或者是單個細胞的振動。
在普通的超聲裝置中，發射器和接收器由壓電晶體制成。這意味著當電流施加到它們時它們會振動，從而產生超出人類聽覺範圍的高頻聲波。這些聲波透過空氣，水或軟組織，當它們撞到更堅固的表面時會以不同的速率反彈。當它們返回晶體時，過程反向執行 - 振動產生電流，計算機可以破譯該資訊以建立影象，例如，可以清楚地看到子宮中的胎兒。
然而這些裝置的敏感程度是有限的。為了實現這一目標，昆士蘭大學的研究人員使用完全不同的設定來製作超聲波感測器。在這項研究中，接收器是一個微小的矽片，寬148微米，厚1.8微米，後面是鐳射器。當聲波在不同的地方撞擊磁碟時，表面會輕微扭曲，鐳射可以讀取這些干擾，從而產生更精確的影象。
“這是基於我們利用鐳射測量奈米級機械運動的新能力 - 在測量儀的水平上（原子核寬度的千分之一），”該研究的通訊作者Warwick Bowen教授向New Atlas解釋道。 “這種能力的開發是為了實現新的量子技術。在這裡，我們使用它來代替超聲波感測。超聲波驅動矽片上微尺度結構的機械振動，然後我們用鐳射讀出。”
據Bowen介紹，這些新型感測器的精確度比現有技術高出約100倍。該裝置可以測量超聲波，這些超聲波施加的力非常小，它們的重力對病毒的影響很大，它實際上可以聽到隨機移動的空氣分子。在更實際的意義上，這種超聲波可以很快用於聽到個體細胞和細菌。
“短期來看，感測器可以提供一種研究細胞健康和功能的新方法，”Bowen說道。“活細胞隨著它們的運作而振動。聽這些振動可以提供訊號，不僅是細胞是活著還是死亡，還有關於它是健康還是生病的，無論是正常的還是惡性的，或者只是關於內部的過程是什麼。我們的感測器提供了一種在單細胞水平直接聽到這些振動的方法。”
最終，該技術還可以用於改進航空和水下車輛的導航，並且從長遠來看，解鎖一系列全新的醫學成像可能性，例如監測透過身體的單個細胞的運動。
該研究發表在《自然-通訊》雜誌上。
超聲技術已經被廣泛使用了數十年，幫助潛水艇導航並讓醫生非侵入性地檢查患者，但它可能會變得更加強大。研究人員開發出一種“超級”超聲波感測器，它非常靈敏，可以聽到空氣分子在四處移動或者是單個細胞的振動。
在普通的超聲裝置中，發射器和接收器由壓電晶體制成。這意味著當電流施加到它們時它們會振動，從而產生超出人類聽覺範圍的高頻聲波。這些聲波透過空氣，水或軟組織，當它們撞到更堅固的表面時會以不同的速率反彈。當它們返回晶體時，過程反向執行 - 振動產生電流，計算機可以破譯該資訊以建立影象，例如，可以清楚地看到子宮中的胎兒。
然而這些裝置的敏感程度是有限的。為了實現這一目標，昆士蘭大學的研究人員使用完全不同的設定來製作超聲波感測器。在這項研究中，接收器是一個微小的矽片，寬148微米，厚1.8微米，後面是鐳射器。當聲波在不同的地方撞擊磁碟時，表面會輕微扭曲，鐳射可以讀取這些干擾，從而產生更精確的影象。
“這是基於我們利用鐳射測量奈米級機械運動的新能力 - 在測量儀的水平上（原子核寬度的千分之一），”該研究的通訊作者Warwick Bowen教授向New Atlas解釋道。 “這種能力的開發是為了實現新的量子技術。在這裡，我們使用它來代替超聲波感測。超聲波驅動矽片上微尺度結構的機械振動，然後我們用鐳射讀出。”
據Bowen介紹，這些新型感測器的精確度比現有技術高出約100倍。該裝置可以測量超聲波，這些超聲波施加的力非常小，它們的重力對病毒的影響很大，它實際上可以聽到隨機移動的空氣分子。在更實際的意義上，這種超聲波可以很快用於聽到個體細胞和細菌。
“短期來看，感測器可以提供一種研究細胞健康和功能的新方法，”Bowen說道。“活細胞隨著它們的運作而振動。聽這些振動可以提供訊號，不僅是細胞是活著還是死亡，還有關於它是健康還是生病的，無論是正常的還是惡性的，或者只是關於內部的過程是什麼。我們的感測器提供了一種在單細胞水平直接聽到這些振動的方法。”
最終，該技術還可以用於改進航空和水下車輛的導航，並且從長遠來看，解鎖一系列全新的醫學成像可能性，例如監測透過身體的單個細胞的運動。
該研究發表在《自然-通訊》雜誌上。