Wetenschappers van het Tokyo Institute of Technology hebben een draagbaar en draagbaar terahertz-scanapparaat ontwikkeld dat arrays van koolstofnanobuisjes gebruikt voor niet-invasieve inspectie van driedimensionale objecten zonder omvangrijke perifere optische componenten. Het apparaat zal naar verwachting brede toepassingen hebben, waaronder niet-invasieve inspecties van medische en medicijntoedieningsapparatuur zoals spuiten, evenals het in beeld brengen van kankercellen, bloedproppen, zweetklieren en tanden. De bevindingen zijn gepubliceerd in Natuurfotonica , november 2016.

Imaging-apparaten op basis van terahertz-golven zijn veelbelovend voor niet-invasieve inspectie van vaste objecten en zachte weefsels van het menselijk lichaam. Echter, terahertz-golven hebben moeite met het afbeelden en reproduceren van de gebogen contouren van driedimensionale objecten. Verder, terahertz-apparaten die momenteel worden gebruikt voor scans van het hele lichaam op luchthavens, moeten 360 graden rond het menselijk lichaam draaien, en zijn dus groot, omvangrijk, en niet draagbaar. In aanvulling, de materialen die worden gebruikt om conventionele terahertz-systemen te fabriceren zijn niet flexibel, en de terahertz-detectoren moeten worden gekoeld om een ​​hoge detectiegevoeligheid te bereiken.

Daarom, onderzoekers zoeken terahertz-beeldvormingssystemen die draagbaar zijn, flexibel, en efficiënt werken bij kamertemperatuur. Om deze uitdagingen aan te gaan, Yukio Kawano en collega's van het Laboratorium voor Toekomstig Interdisciplinair Onderzoek van Wetenschap en Technologie, Tokio Instituut voor Technologie, hebben een terahertz-beeldvormingsapparaat aangetoond dat is vervaardigd met arrays van koolstofnanobuisjes (CNT). Opmerkelijk, CNT's zijn eerder gebruikt voor de fabricage van fotodetectoren die in het zichtbare, infrarood, en terahertz-gebieden van het elektromagnetische spectrum.

Het Tokyo Tech-team heeft een flexibele, breedband terahertz-scanner door 23 CNT-detectorelementen in een enkele array te integreren. De mechanische sterkte van de CNT-film die in de detector wordt gebruikt, kan gemakkelijk over een groot aantal hoeken worden gebogen, in tegenstelling tot conventionele halfgeleidermaterialen die kwetsbaar zijn en breken onder stress. belangrijk, de CNT-films absorberen ook elektromagnetische straling over een breed terahertz-bereik, waardoor er geen vlakke antennes nodig zijn om objecten te scannen. De door Kawano en zijn team ontwikkelde terahertz-scanner werd met succes gebruikt voor actieve beeldvorming van platte en gebogen monsters; multiview scanning van cilindrische monsters; en passieve draagbare beeldvorming van een menselijke hand.

In de toekomst, het onderzoeksteam verwacht dat de toepassingen van hun terahertz-scanner het vermogen van niet-invasieve inspecties in farmaceutische producten zullen vergroten, controle van de voedselkwaliteit, en medische controle. Deze toepassingen zijn mogelijk omdat de terahertz-scanner draagbaar is, draagbaar, en kan 3D-objecten scannen zonder ingewikkelde optica of apparatuur.