スマートファイバー

細い光ファイバーの内側で体を蛇行する高出力レーザーは、食道、腸、または気管支の内側を覆う腫瘍を迅速かつ正確に焼き払うことができます。ただし、リスクがあります。ファイバーの壁が破損すると、レーザー光線が逃げて健康な組織に害を及ぼす可能性があります。

現在、MITの研究者であるYoel Fink、材料科学の准教授、およびMITの研究者であるMehmet Bayindirは、レーザーの使用中に発生する欠陥を監視するために使用できる、独自の感熱電子機器で配線された光ファイバを考案しました。失敗する前にシャットダウンします。 *

ニュージャージー州ホーボーケンにあるスティーブンス工科大学の光ファイバー研究者で化学、生物医学、材料工学の責任者であるヘンリー・デュ氏は、その感度が健康な臓器への潜在的に大きな損傷を防ぐ可能性があると述べています。

これは、美しい大学の研究が、ヘルスケアにおいて大きな違いを生むことができるアプリケーションに変換されている数少ない例の1つである、とDu氏は言います。

ラトガーズ大学の物理学者、国際光工学会の元会長であるジム・ハリントン氏は、特に高出力で障害が発生した場合に障害を検出することは絶対に良い考えだと同意しています。

電子機器が統合された光ファイバーは、レーザーアプリケーションのように熱だけでなく、光、振動、そしておそらく化学物質にも敏感になる可能性があるとフィンク氏は言います。さらに将来的には、センシング、情報処理、およびデータストレージが可能なスマートファイバーをファブリックに組み込むことができるようになります。

Finkのファイバーは、高品質のミラーで裏打ちされた中空のコアを介して高出力レーザーを送ります。初期の破損を検出するために、フィンクの研究室の研究者は、電気伝導率が温度とともに変化する半導体材料でミラーを囲みました。これらの導電率の変化は、ファイバーの長さを走る金属ワイヤーによって検出できます。導電率が急激に変化すると、ワイヤが障害を通知し、コントローラが自動的にレーザーをシャットダウンできます。

厚さが1ミリメートルをわずかに超える繊維を製造するために、Finkは、完成した繊維の正確な形状を備えた円筒形のプリフォームから始めますが、はるかに太いです。次に、このフォームは加熱され、はるかに長く細い繊維に引き出されます。 30センチメートルの長さのプリフォームは、1キロメートルの長さのファイバーを作ることができます。

繊維を作る際の課題は、分離せずに溶けて伸ばすことができる材料を見つけるか作ることでした、とフィンクは言います。

これまでのところ、このグループは、自己監視ファイバーが中赤外波長の光で機能することを実証しただけです。歯科用途向けのレーザーベースのドリルやエポキシ硬化用のレーザーなどの将来の用途では、異なる波長を使用する必要があります。

自動車製造で金属を切断および溶接するために使用されるものなど、他の高出力レーザーには、現在のものよりもはるかに多くの出力を処理できるファイバーが必要になると、フィンク氏は言います。

しかし、Du氏によると、現在のアプリケーションは十分に有望です。繊維が成功し、広く採用されることは間違いありません、と彼は言います。

* この話は2005年11月21日月曜日に変更されました。元々、この文章は次のように書かれています。レーザーの使用中に発生する欠陥を監視し、障害が発生する前にシャットダウンします。実際、Yoel Finkの研究室で行われた作業は、MITの研究科学者であるMehmetBayindirによって考案および開始されました。

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