这种新发现的光波可用于改进生物传感器

最近,研究人员发现了一种以前不为人知的光波:季亚科诺夫-福格特波。这种光波有望在多个领域大显身手,比如改进用于筛选血液样本的生物传感器等。

  基于英国著名数学家和物理学家詹姆斯·麦克斯韦的开创性工作,研究人员最近发现了一种以前不为人知的光波——季亚科诺夫—福格特波。他们称,这种光波有望在多个领域大显身手,比如改进用于筛选血液样本的生物传感器、开发出能更有效传输数据的光纤电路等。相关研究发表于最近的《英国皇家学会学报》。

这种新发现的光波可用于改进生物传感器

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  据物理学家组织网3日报道,来自英国爱丁堡大学和美国宾夕法尼亚州立大学的科学家和工程师,分析了以波的形式传播的光与某些天然或人造晶体之间的相互作用,发现了这种新形式的波。

  他们发现,季亚科诺夫—福格特波产生于一个特定区域,即晶体与另一种物质(如油或水)相遇的界面。这些波只能由特定类型的晶体产生,这些晶体的光学特性取决于光通过它们的方向。

  自19世纪中期以来,有关光与晶体相互作用的研究都建立在麦克斯韦的工作基础上。在最新研究中,团队成员利用数学模型,结合由麦克斯韦开发的方程式,确定了这种光波的独特性质。

  研究小组发现,以两位著名科学家的名字命名的季亚科诺夫—福格特波,在远离界面(这个过程被称为衰变)时会减弱,并且只朝一个方向行进。而其他类型的所谓表面波衰减更快,并向多个方向传播。

  这项研究的共同作者、爱丁堡大学数学学院的汤姆·麦凯博士说:“季亚科诺夫—福格特波代表我们在理解光与复杂材料如何相互作用方面向前迈进了一步,也为一系列技术进步奠定了基础。”

可无线监测的生物可降解柔性动脉血流传感器

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  延伸阅读:可无线监测的生物可降解柔性动脉血流传感器

  血管吻合术是用于连接血管的外科手术,是心血管、血管和移植手术中最关键的部分之一。在复杂的重建手术后,监测血流的能力对于患者的术后恢复和观察至关重要。然而,目前临床上可使用的有线植入式监测器需要仔细固定,并且使用后需要取出,造成极大的不便。

  对此,近期,美国斯坦福大学鲍哲楠教授和Paige M. Fox教授等人开发出了一种基于边缘场电容技术,完全由生物可降解材料制成的压力传感器,用于测量接触和非接触模式下的动脉血流,该技术有利于术后血流量的实时监测。

  据相关论文显示,此次制备的传感器,可通过感应耦合进行无线操作,具有滞后作用最小、响应快速、循环稳定性良好、高度坚固的特点。另外,该传感器易于安装并无需拆卸,降低了血管损伤的风险。

  未来,研究人员还将开发为这个特定应用定制的射频阅读器装置,它将取代昂贵的VNA装置用于无线信号记录,并可能提高装置的灵敏度、发现早期血管衰竭。另外,还将开发感应耦合的替代方法,要求植入物和读卡器线圈之间的距离不超过几厘米,从而扩大其在生物医学应用的范围。此外,由于宿主器官和周围组织的不同,周围环境压力可能会影响传感器正常工作或使装置发生移动。为避免出现这种情况,应设计完善的校准和数据分析程序,以消除潜在漂移的影响。

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