Cảm biến mới phục vụ y học và quân sự

Các nhà khoa học Mỹ đang phát triển một loại cảm biến từ nhỏ hơn hạt gạo, có độ nhạy rất cao, có thể được sử dụng rộng rãi trong y học và quân sự.

Theo mô tả của nhóm nghiên cứu trên tạp chí Nature Photonics ngày 1/11, thiết bị cảm biến này là một phương tiện cơ động và ít tốn kém để phát hiện những thay đổi về cường độ từ trường, qua đó nhận biết đặc điểm của đối tượng cần quan sát.

Trưởng dự án chế tạo cảm biến từ này, tiến sĩ vật lý John Kitching, thuộc Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) thuộc Bộ Thương mại Hoa Kỳ, phát biểu: “Chúng tôi đã tạo ra được một độ nhạy rất cao bằng một tế bào năng lượng rất nhỏ”.

Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị này có khả năng phát hiện sự thay đổi của từ trường nhỏ đến mức 70 femtoteslas – tương đương với cường độ sóng não của một người đang trong trạng thái mơ màng. (1 femtoteslas = 0.000000000000001 Teslas – đơn vị đo cường độ từ trường).

Nhờ kích thước nhỏ, nó có thể hoạt động trong nhiều tuần lễ như một cục pin. Thiết bị này nhạy gấp 1.000 lần so với loại cảm biến thu nhỏ, có dạng chip gần đây nhất của NIST.

1. Bộ cảm biến sẵn sàng hoạt động khi được chiếu tia laser hồng ngoại (từ ống hình trụ bên trái). Hướng ban đầu của các nguyên tử Rubidium (trong hình tròn màu đỏ). 2. Bộ cảm biến phát hiện chất nổ. Hướng của các nguyên tử Rubidium thay đổi do tác động của từ trường (trong hình tròn màu hồng đậm). 3. Bộ cảm biến phát hiện chuột. Hướng của các nguyên tử Rubidium thay đổi khác với trong trường hợp phát hiện chất nổ (trong hình tròn màu hồng nhạt) (Ảnh: Sciencedaily)

Loại cảm biến mới này có một vật chứa cực nhỏ, trong đó có khoảng 100 tỉ nguyên tử Rubidium. Nhóm nghiên cứu chiếu tia laser hồng ngoại qua vật chứa này và đo lường mức độ hấp thụ ánh sáng của những nguyên tử Rubidium. Mức độ hấp thụ càng cao thì cường độ từ trường sẽ càng lớn.

Ông Kitching cho biết phạm vi ứng dụng của loại cảm biến này rất rộng. Nó có thể được dùng để đo điện não, giúp phát hiện các khối u hoặc giám sát chức năng não. Ngoài ra, nó còn được dùng trong các vùng chiến sự để phát hiện bom và các chất nổ khác.

Quang Thịnh