Вы когда-либо задавались вопросом, на что походит вирус? Или что шум бактерия делает, когда это перемещается между хозяевами? Если ответ да, Вы можете скоро получить свой шанс узнать благодаря развитию самого крошечного уха в мире. «Наноухо», микроскопическая частица золота, заманенного в ловушку лазерным лучом, может обнаружить звук миллион раз, более слабый, чем порог для человеческого слушания.
Исследователи предполагают, что работа могла открыть совершенно новую область «акустической микроскопии», в которой организмы изучены с помощью звука, который они испускают.Понятие наноуха началось с изобретения 1986 года, известного как оптический пинцет. Пинцет использует лазерный луч, сосредоточенный для вопроса с линзой, чтобы достать крошечные частицы и переместить их.
Они стали стандартным инструментом в молекулярной биологии и нанотехнологиях, помогающие исследователи вводят ДНК в клетки и даже управляют ею однажды внутри. Оптический пинцет может также использоваться для измерения крохотных сил, действующих на микроскопические частицы; как только Вы достали свою частицу с лазерным лучом, вместо того, чтобы переместить его сами, Вы просто используете микроскоп или другой подходящий контрольный прибор, чтобы смотреть, перемещается ли это самостоятельно. Это – то, где наноухо входит.Звуковые волны путешествуют как вперед и наступательное смещение частиц среды, через которую они проходят.
Таким образом для обнаружения звука Вы должны измерить это назад и вперед движение. Оптический физик Йохен Фелдман и коллеги в Photonics and Optoelectronics Group в университете Мюнхена в Германии использовали частицу золотых 60 миллимикронов в диаметре, погруженном в воду, и держались в оптическом пинцете.Бригада Фелдмана делала запись и проанализировала движения этой частицы в ответ на акустические колебания, вызванные вызванным лазером нагреванием других золотых наночастиц в воде поблизости. А также имея беспрецедентную чувствительность, их наноухо могло также вычислить направление, из которого прибыл звук.
Они предполагают, что трехмерные множества сотрудничества наноушей могли использоваться для слушания в на клетках или микроорганизмах, таких как бактерии и вирусы, все из которых испускают очень слабые акустические колебания, когда они двигаются и дышат. «Существуют определенно медицинские возможности, которыми мы можем заняться вместе с правильными людьми», говорит Фелдман, «но мы просто должны видеть, как это работает сначала».Биофизик Лин Оддершед из Оптической Лаборатории Пинцета в Институте Нильса Бора в Копенгагене впечатлен и подозревает, что бумага вселит других в область для поиска звуковых волн при изучении микроорганизмов. «Это – действительно интересная идея, и мы могли легко сделать это, но мы никогда не предпринимали попытки для этого», она говорит. «Я сказал бы это газеты очень вдохновляющий в этом смысле».
Она предостерегает, однако, что экспериментальная установка должна будет быть значительно очищена для улучшения ее способности отделить звуковые волны от случайного молекулярного движения, прежде чем предложенный акустический микроскоп сможет стать действительностью. Но она оптимистична: «Я действительно полагаю, что они могут относительно быстро улучшить оборудование».