Des scientifiques et des ingénieurs de l'Université de Nottingham ont construit les plus petits transducteurs à ultrasons au monde capables de générer et de détecter des ultrasons. Ces transducteurs révolutionnaires, d'ordres de grandeur plus petits que les systèmes actuels, sont si petits que jusqu'à 500 des plus petits pourraient être placés sur la largeur d'un cheveu humain.
Alors qu'à un stade précoce, ces appareils offrent une myriade de possibilités d'imagerie et de mesure à des échelles mille fois plus petites que les ultrasons conventionnels. Ils peuvent être si petits qu'ils pourraient être placés à l'intérieur des cellules pour effectuer des ultrasons intracellulaires. Ils peuvent produire des ultrasons d'une fréquence si élevée que leur longueur d'onde est inférieure à celle de la lumière visible. Théoriquement, ils permettent aux images ultrasonores de prendre des images plus fines que les microscopes optiques les plus puissants.
L'oeuvre, par le groupe d'optique appliquée de la division des systèmes électriques et optiques a été jugé si potentiellement innovant que l'année dernière, il a reçu un prix de 850 £, 000 Bourse de plate-forme de cinq ans du Conseil de recherche en génie et en sciences physiques (EPSRC) pour développer des techniques ultrasonores avancées. L'équipe a également été soutenue par un financement supplémentaire de 350 £, 000 d'une subvention EPSRC pour soutenir la recherche aérospatiale.
Matt Clark, du Groupe Optique Appliquée, a déclaré : « Avec l'essor de la nanotechnologie, vous avez besoin d'outils de diagnostic plus puissants, en particulier ceux qui peuvent fonctionner de manière non destructive et ceux qui peuvent être utilisés pour accéder aux propriétés mécaniques et chimiques des échantillons à cette échelle. Ces nouveaux transducteurs sont extrêmement excitants et apportent la puissance des ultrasons à l'échelle nanométrique."
Les transducteurs à ultrasons sont constitués de structures en sandwich ou en coque soigneusement conçues pour posséder à la fois des résonances optiques et ultrasonores. Lorsqu'ils sont frappés par une impulsion de lumière laser, ils sonnent à haute fréquence, ce qui lance des ondes ultrasonores dans l'échantillon. Lorsqu'ils sont excités par des ultrasons, les transducteurs sont très légèrement déformés et cela modifie leurs résonances optiques qui sont détectées par un laser.
Les dispositifs peuvent être construits soit par des techniques de micro/nano lithographie similaires à celles utilisées pour les micropuces, soit par auto-assemblage moléculaire où les transducteurs sont construits chimiquement.
L'imagerie médicale est peut-être l'application la plus familière des ultrasons, mais elle est également largement utilisée dans les applications d'ingénierie et pour la détection chimique. Ces minuscules transducteurs ouvrent la possibilité d'utiliser ces techniques aux plus petites échelles, par exemple à l'intérieur des cellules et sur des composants nano-conçus.
Le Dr Clark a déclaré:"Imaginez l'imagerie à l'intérieur des cellules de la même manière que l'imagerie par ultrasons est effectuée à l'intérieur des corps. Théoriquement, nous pourrions obtenir une résolution plus élevée avec les nano-ultrasons qu'avec les microscopes optiques et le contraste serait très intéressant. En plus, les transducteurs peuvent être transformés en capteurs chimiques très sensibles - les capteurs à ultrasons SAW sont utilisés à l'échelle normale pour les nez électroniques - cela vous permettrait de distribuer des capteurs chimiques dans les tissus ou dans la peinture - vous pouvez donc faire de la peinture avec des capteurs chimiques pour détecter la corrosion ou les explosifs dans ce."
