Radiasi Terahertz: Sumber yang berguna untuk keamanan makanan

F-22 dan F-35 Tak Berfungsi!! Sekutu Korut Sukses Uji Radar Anti Pesawat Siluman (Juni 2019).

Anonim

Alat yang efektif dan lebih murah untuk pemeriksaan makanan dan obat-obatan bisa segera menjadi kenyataan. Para ilmuwan dari Fritz Haber Institute of the Max Planck Society di Berlin telah bekerja dengan mitra nasional dan internasional untuk mengembangkan sumber baru radiasi terahertz. Inovasi membuatnya lebih mudah untuk menghasilkan radiasi ini, yang sangat cocok untuk analisis bahan lunak dan karena itu dapat lebih banyak digunakan dalam industri makanan dan farmasi di masa depan.

Gelombang Terahertz terletak pada rentang frekuensi antara sekitar 0, 3 hingga 30 terahertz dalam spektrum elektromagnetik - antara gelombang mikro dan cahaya inframerah. Mereka berguna untuk menganalisis bahan organik, karena mereka dapat menembus hal-hal seperti tekstil dan plastik sementara juga sedang diserap oleh banyak farmasi. Tidak seperti sinar-X atau sumber radiasi lainnya, radiasi terahertz juga sama sekali tidak berbahaya bagi tubuh.

Bandwidth besar untuk industri makanan dan farmasi

"Metode kami menghasilkan radiasi terahertz membuat aplikasi mungkin yang sebelumnya terlalu mahal untuk sumber-sumber seperti itu, " kata Tobias Kampfrath, pemimpin Kelompok Penelitian Fisika Terahertz di Fritz Haber Institute, yang memelopori proses pembangunan. Sumber terahertz yang tim Kampfrath dan mitra mereka di Mainz, Greifswald dan Jülich, serta di AS, Swedia dan Perancis, sekarang disajikan adalah yang pertama untuk menghasilkan seluruh bandwidth radiasi terahertz dengan biaya yang relatif rendah. Ini bisa sangat berguna untuk pemeriksaan makanan dan obat-obatan, karena analisis dengan radiasi terahertz broadband menargetkan banyak zat dan dengan demikian memberikan hasil yang lebih berarti. Saat ini, peralatan yang dapat menghasilkan seluruh spektrum radiasi terahertz masih besar dan mahal, karena sangat bergantung pada laser yang sangat kuat.

"Emitor kami menghasilkan seluruh spektrum dari 1 hingga 30 terahertz dan karena itu juga cocok untuk digunakan sebagai penghasil emitor atas meja. Tidak hanya itu; ini lebih hemat energi, lebih mudah dioperasikan dan lebih murah untuk diproduksi daripada sumber sebelumnya, " menurut Tom Seifert, mahasiswa doktoral di Fritz Haber Institute. "Kami mengantisipasi bahwa itu akan cepat menemukan penggunaan secara luas."

Pulsa pendek arus berubah menjadi bilayer logam menjadi antena

Sumber ini didukung oleh laser femtosecond kompak, yang menghasilkan 80 juta kilatan cahaya ultrashort per detik. Ini membangkitkan emitor yang sebenarnya, yang menyerupai sel surya. Namun, itu terdiri dari dua lapisan logam, satu magnet dan satu non-magnetik, masing-masing hanya tiga nanometer tebal, yang ditanam di substrat kaca. Ketika pulsa laser ultrashort menyentuh material, ia menghasilkan semburan arus, mengubah bilayer logam menjadi jenis antena yang memancarkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi terahertz.

"Emitor bekerja sangat baik karena, selain muatan elektron yang mengalir, kami juga menggunakan spin mereka, " jelas Tom Seifert. Spin elektron adalah properti magnetik yang dapat memiliki dua nilai yang berbeda. Ini menyebabkan arus berperilaku berbeda dalam magnetik dibandingkan dengan logam non-magnetik. Pertama, sinar laser menggairahkan sejumlah elektron yang berbeda dengan dua arah putaran yang mungkin di lapisan magnetik. Kemudian, arus mengalir ke lapisan non-magnetik, di mana elektron dibelokkan ke arah yang berlawanan tergantung pada putarannya. Ini menghasilkan arus yang tegak lurus terhadap arah gerakan asli elektron. Justru ledakan saat ini yang kemudian menghasilkan pulsa terahertz. Akhirnya, karena bilayer metalik sangat tipis, radiasi elektromagnetik hampir tidak melemah sama sekali saat keluar dari logam, seperti yang terjadi pada lapisan yang lebih tebal.

menu
menu