Ученые разработали новый метод визуализации магнитных наноструктур. Он обеспечивает разрешение около 70 нанометров, в то время как обычные оптические микроскопы достигают разрешения около 500 нанометров.
Разрешение обычных оптических микроскопов ограничено длиной волны света, из-за чего объекты размером менее 500 нанометров остаются неразличимыми.
Методика, разработанная учеными из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Института физики микроструктур общества Макса Планка, Германия, преодолевает это ограничение. Физики использовали аномальный эффект Нернста (anomalous Nernst effect, ANE) и специальный наноразмерный металлический наконечник зонда микроскопа чтобы добиться высокого разрешения.
Аномальный эффект Нернста генерирует электрическое напряжение в магнитном материале, перпендикулярное магнетизации и градиенту температуры в образце. Исследователи решили, что это можно использовать.
Ученым пришлось создать одновременно нагрев как можно более маленького участка образца и электромагнитное поле в той же области. В этих условиях ANE генерирует напряжение, а уже его ученые измерили и, сопоставив все данные об исследуемой области, сформировали изображения.
«Мы смогли сфокусировать луч лазера на наконечнике кантилевера атомно-силового микроскопа, и таким образом создали температурный градиент на поверхности образца, ограниченный нанометровой областью. Металлический наконечник стал работать как антенна, фокусируя электромагнитное поле в крошечной области под своим кончиком», — объясняет профессор Георг Вольтерсдорф (Georg Woltersdorf).
Эта методика позволяет проводить измерения ANE с гораздо более высоким разрешением, чем это возможно при использовании традиционной оптической микроскопии. Исследовательская группа продемонстрировала изображения, полученные с помощью нового метода, с разрешением около 70 нанометров.
Предыдущие исследования изучали только магнитную поляризацию в плоскости образца. Однако, по словам исследовательской группы, температурный градиент в плоскости также имеет решающее значение и позволяет исследовать внеплоскостную поляризацию с помощью измерений ANE. Чтобы закрыть этот пробел и продемонстрировать надежность метода ANE для визуализации магнитных структур в нанометровом масштабе, исследователи использовали магнитную вихревую структуру.
Магнитный вихрь представляет собой конфигурацию магнитных моментов в материале, при которой направления намагниченности закручиваются вокруг центральной точки, формируя вихревое распределение.
Важное преимущество новой техники — ее можно использовать с хиральными антиферромагнитными материалами. Это особый класс магнитных материалов, у которых магнитные моменты атомов упорядочены антипараллельно, как в обычных антиферромагнетиках, но дополнительно проявляется хиральность — закрученность или асимметрия в их магнитной структуре. Хиральные антиферромагнетики активно изучаются для применения в спинтронике, квантовой электронике и сенсорике, поэтому ученым важно видеть объекты из этих материалов в деталях.
Работа опубликована в журнале ACS Nano.
Источник: https://naked-science.ru/

Ученые из Германии разработали новую лазерную технологию, которая может значительно снизить отходы и улучшить экологическую устойчивость в производстве.
Новый подход основан на ультракоротких лазерных импульсах, которые позволяют обрабатывать материалы с высокой точностью, что важно для таких отраслей, как электроника, аэрокосмическая и медицинская промышленности.
Текущие методы микромеханической обработки, включая механические и электрохимические процессы, часто приводят к большому количеству отходов и требуют значительных затрат энергии. В отличие от них, ультракороткие лазерные импульсы (USP) позволяют повысить точность обработки и избежать использования химических веществ. Это делает производство более экологичным и экономичным.
Основной проблемой было недостаточное мощность лазеров для промышленного использования. Однако в рамках проекта METAMORPHA ученые из Германии, Франции, Греции и других стран разрабатывают систему с лазером мощностью 1 кВт, что откроет новые горизонты для массового применения этой технологии. Применение таких лазеров может снизить как количество отходов, так и энергозатраты на 90%.
Источник: https://www.ferra.ru/

Первый в мире компактный синий полупроводниковый лазер разработали Японские ученые из Университета Осаки. Новинка может менять длину волны и излучать дальний ультрафиолетовый свет. Это изобретение можно использовать для стерилизации и дезинфекции.
В этом лазере есть специальная структура, которая позволяет ему излучать синий свет. Такой лазер можно настроить для разных способов дезинфекции.
Ранее эта же группа ученых уже показывала, как можно генерировать ультрафиолетовые лучи с помощью других устройств.
Для создания таких передовых устройств нужны специальные лазеры, которые стоят дорого. Они должны генерировать ультракороткие импульсы света.
Чтобы сделать источник ультрафиолетового света, нужен синий полупроводниковый лазер с определенной длиной волны.
Синие нитридные полупроводниковые лазеры изначально использовались в технологии Blu-ray. Теперь их применяют для обработки металлов, например, меди и золота. Также они могут использоваться в новых лазерных дисплеях. Но у этих лазеров есть одна особенность — они колеблются на нескольких длинах волн.
У устройств, которые преобразуют волны света, очень узкая полоса пропускания. Это значит, что лазеры с одной длиной волны — идеальные источники энергии для некоторых процессов. Нужно точно управлять длиной световой волны и при необходимости менять ее.
Создали несколько синих лазеров с одной длиной волны, но у них не было возможности изменять длину волны.
У нас есть особый вид лазера, который называется нитридным полупроводниковым лазером. Он может менять длину волны и работает в диапазоне 405 нанометров. Но мы можем настроить его так, чтобы он работал и в другом диапазоне — 460 нанометров, — объясняет первый автор работы Тайсей Кусуи.
Благодаря новым устройствам для изменения длины волны этот лазер позволяет создать небольшой и удобный источник света, который излучает ультрафиолетовые лучи. Этот свет безопасен для использования внутри помещений. С его помощью можно эффективно и постоянно проводить стерилизацию и дезинфекцию.
Эта технология компактна и долго служит. Ее можно использовать в обычных вещах вроде холодильников и кондиционеров. С ней дома будет более здоровое и безопасное место для жизни, а людям это принесет много пользы.
Работа опубликована в журнале Applied Physics Express.
Источник: https://innovanews.ru/

Ученые Самарского университета им. Королёва разработали миниатюрные лазерные "иглы", которые позволяют с высокой точностью обрабатывать материалы, придавая им новые свойства.
Как отмечают исследователи, важной областью применения световых "игл" является создание и модификация материалов на наноуровне, что позволяет конструировать сложные структуры с уникальными свойствами и улучшенными характеристиками. Кроме того, высокая точность и гибкость световых "игл" делают их незаменимым инструментом в области оптической микроскопии. С их помощью можно получать изображения с высоким разрешением.
"Преимущество наших "игл" заключается в относительно равномерном распределении световой энергии в фокусе. Это означает, что даже при небольших отклонениях в оптической системе лазерный луч сохраняет достаточную интенсивность для взаимодействия с объектом. Такая стабильность позволяет компенсировать погрешности в настройке оборудования и обеспечивает высокую точность манипуляций", — рассказал Дмитрий Савельев, доцент кафедры технической кибернетики Самарского университета им. Королёва. По его словам, световые "иглы" также могут использоваться для хранения информации с высокой плотностью, что позволяет создавать более компактные и емкие носители данных.
Исследования в области световых лазерных "игл" активно ведутся учеными по всему миру. Однако разработка специалистов Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королёва обладает рядом особенностей.
Во-первых, лазерная "игла" располагается в непосредственной близости от оптического элемента, размеры которого составляют всего несколько сотен нанометров. Во-вторых, сама "игла" имеет длину, не превышающую нескольких длин волн света. Такая миниатюризация позволяет существенно повысить точность манипуляций на микроуровне.
По словам специалистов университета, разработка световых "игл" — это один из этапов на пути к созданию оптических компьютеров, работающих на основе света. Сейчас ученые продолжают совершенствовать технологии формирования лазерных лучей с заданными свойствами, накапливают новые данные и разрабатывают компьютерные модели для оптимизации структуры микроскопических оптических элементов.
Исследования ведутся в рамках гранта РНФ "Интеллектуальная разработка трехмерных сложных оптических элементов" (№ 24-22-00044).
Источник: https://ri.ria.ru/

Может показаться, что стоматологические лазеры способны заменить все традиционные методики и инструменты, но это не так. Тем не менее с их помощью действительно можно выполнять широкий спектр терапевтических и хирургических манипуляций:

• Десенсибилизацию шеек зубов при рецессии десны и клиновидном дефекте за счёт оплавления эмали, запечатывающей дентинные канальцы и нервные окончания.
• Перекрытие здоровой пульпы при случайном вскрытии пульповой камеры, позволяющее избежать ненужного эндодонтического лечения и сохранить витальность зуба.
• Реструктуризацию кариозного дентина при глубоком кариесе с условием, что пульпа не затронута патологическим процессом.
• Депульпизацию — выпаривание поражённой инфекцией пульпы с одновременным запечатыванием дентинных канальцев и стерилизацией корневого канала.
• Высвобождение ретинированных зубов путём рассечения десневой ткани для их последующего удаления или установки брекет-системы.
• Оперкулэктомию — иссечение десневых карманов, возникающих при дефектах прорезывания зубов.
• Лечение герпетического и афтозного стоматита за счёт карбонизации патологических участков, снижающей до минимума риск их рецидивов.
• Удаление доброкачественных новообразований десневой ткани, таких, как фибромы, гемангиомы, папилломы, ретенционные кисты и эпулисы, гипертрофия десны, коррекция уздечек губ и языка.
• Санацию ротовой полости, удаление бактериальной плёнки.
• Отбеливание зубной эмали с помощью кислородсодержащего геля: при воздействии на него лазерного луча высвобожденный кислород проникает в твёрдые ткани зуба, разрушая пигменты.

Терапевтическое действие лазера основано на нагреве биологических тканей. Если упростить — лазерное излучение в зависимости от длины волны поглощается различными веществами, содержащимися в тканях, например, гемоглобином, гидроксиапатитом и т. д. Из-за их нагрева начинает быстро закипать и испаряться окружающая вода, из-за чего в мягких тканях разрушаются клеточные мембраны, а в твёрдых происходит микровзрыв пара (особенно если лазер мощный и работает в импульсном режиме). Благодаря этому лазер эффективно разрезает живые ткани, на данном эффекте основано и его бактерицидное действие. А из-за кратковременного воздействия лазерный луч просто не успевает сильно нагреть глубоко расположенные области.
В то же время удалить с помощью диодного лазера зубной камень нельзя: ему просто не хватит мощности. Что такое твёрдый налёт на зубах? Это поначалу незаметная шероховатая бактериальная плёнка, на которую потом налипают микрочастицы пищи, другие бактерии. А тут ещё слюна с её богатым минеральным фоном даёт минерализацию, обызвествление налёта. Так и получается твёрдый зубной камень в виде эдакого слоёного пирога из минералов, частиц пищи и бактерий. Он может быть окрашен в различный цвет в зависимости от того, какие процессы происходят в ротовой полости.
Например, если у пациента — рефлюкс или изжога, то из желудка в рот попадает кислота, и налёт становится ярко-жёлтым. Часто встречается тёмно-коричневый, зелёный, чёрный, даже синий зубной камень.
Так вот, сформировавшийся твёрдый зубной налёт очень прочно схватывается с поверхностью зуба, поэтому мощности диодного лазера и не хватает. Теоретически с этой задачей справился бы более мощный эрбиевый лазер.
Преимущества лазера в стоматологии
Не нужны антибиотики. На 100 %, конечно, мы их не исключаем в комбинации с лазером, но очень сократили вероятность использования каких-то серьёзных медикаментозных средств.
Уменьшаются болезненные ощущения. Лазер термически воздействует на ткани зуба и периодонта. Однако при кратковременном (импульсном) воздействии лазерного луча нагревается только тот участок тканей, которые непосредственно поглощают его энергию. Этого достаточно для возникновения терапевтического «микровзрыва», а более глубокие и чувствительные ткани вроде пульпы просто не успевают сильно нагреться. Кроме того, лазер не контактирует с зубом, челюстью и дёснами механически, не вызывает вибрацию, которая может раздражать нервные окончания. Благодаря этому пациент не испытывает болезненных ощущений, аналогичных тем, которые возникают при непосредственных механических манипуляциях, таких, как сверление бормашиной, кюретаж, полировка и т. д. Особенно это полезно при работе с детьми и пациентами, которым противопоказана анестезия.
Точное воздействие. Зона непосредственного воздействия лазера на ткани чётко ограничена световым пятном луча. Близлежащие ткани нагреваются не более чем на 2 ᵒС, при коротком импульсном воздействии этого нагревания вообще может не быть. Поэтому травматизация и связанные с ней болезненность, отёчность здоровых тканей при лазерных процедурах минимальны.
Отсутствуют кровотечения. При рассечении лазерным лучом мягких тканей, насыщенных кровеносными сосудами, края раны мгновенно коагулируются и запечатываются, останавливая кровотечение. Кроме того, лазерное излучение оказывает на ткани комплексное биостимулирующее действие, запуская механизм регенерации и пролиферации клеток, реминерализации зубной эмали.
Уменьшаются десневые карманы. Лазерный луч как бы запечатывает их, а это одна из главных задач пародонтолога — очистить карман и уменьшить его. То есть в это пространство меньше забиваются пища и инфекции, его легче очищать во время каждодневной гигиены полости рта.
Можно использовать в детской стоматологии. Отсутствие непосредственного физического контакта, вибраций и связанных с ними неприятных и болезненных ощущений, шума, неприятного запаха и других спутников традиционных способов лечения зубов и дёсен делает лазер очень удобным в терапии заболеваний ротовой полости у детей. Например, им можно бескровно, без скальпеля и накладывания швов, проводить пластику уздечек десны.
Источник: https://dzen.ru/

Ученые из ИТМО, Академического университета им. Ж. И. Алферова и Института аналитического приборостроения РАН разработали технологию создания светящихся микрочастиц с нанокристаллами на основе серебра, индия и серы. В отличие от традиционных органических красителей, подобные частицы менее токсичны и более устойчивы к лазерному излучению. В биомедицине их можно использовать для визуализации внутри сосудов, определения кровотока, а также в качестве носителей лекарств и ферментов. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Omega.
Микрочастицы, испускающие свет под влиянием электромагнитного излучения, используются для разработки биосенсоров и оптики. Благодаря их свечению можно в реальном времени следить за адресной доставкой лекарств в организме, а также распознавать опухоли, регистрируя свечение скоплений белков-антигенов вокруг раковых клеток.
Вместо традиционных органических красителей добиться более яркой флуоресценции микрочастиц позволяют квантовые точки — мельчайшие кристаллы материалов, способных проводить ток под воздействием температуры или света. К таким материалам относятся, например, кремний, кадмий, селен и другие полупроводники. Под действием ультрафиолетового излучения электроны в квантовых точках возбуждаются до состояния с более высокой энергией, которую затем высвобождают в виде фотонов. Это и создает явление флуоресценции.
В ИТМО предложили метод получения светящихся малотоксичных полимерных микрочастиц с квантовыми точками на основе формирования изолированных капель вещества в потоке микроскопических объемов жидкости. Исследование проведено совместно с Санкт-Петербургским национальным исследовательским Академическим университетом имени Ж.И. Алферова РАН и Институтом аналитического приборостроения РАН. Первым автором научной статьи стала выпускница магистерской программы «Физика и технология наноструктур» ИТМО Камилла Курасова.
Ученые спроектировали в лабораторных условиях систему пересекающихся каналов, которая работает с малыми объемами жидкостей и позволяет ими управлять. Устройство создает полимерные микросферы с квантовыми точками внутри — нанокристаллами на основе серебра, индия и серы. Размеры сфер сопоставимы с толщиной человеческого волоса — 55-95 микрометров.
Для стимуляции свечения микрочастиц квантовые точки возбуждали с помощью лазера, а затем фиксировали интенсивность флуоресценции и время ее затухания. Новый подход ученых позволил добиться получения ярко светящихся частиц, устойчивых к лазеру. Благодаря этому можно неоднократно возбуждать частицы и проводить на их основе длительные эксперименты, сохраняя при этом светимость. А вот время свечения квантовых точек в полимерных микросферах сократилось до 3,5 наносекунд. Это в десятки раз меньше, чем свечение в тонкой полимерной пленке. Короткий интервал свечения позволит увеличить точность мониторинга процессов в человеческом организме, так как чем меньше квантовая точка находится в возбужденном состоянии, тем меньше на нее влияет окружающая среда.
«Предложенный подход создания микрочастиц может найти широкое применение в биомедицинских приложениях. Обычно квантовые точки изготавливают из токсичных тяжелых металлов и растворяют в агрессивных средах, мы же использовали малотоксичные квантовые точки. Это позволит использовать наши микросферы с квантовыми точками в качестве инструментов для определения кровотока, внутрисосудистой визуализации, в качестве носителей лекарств и ферментов, для калибровки приборов и так далее», — рассказал Антон Старовойтов, доцент, старший научный сотрудник лаборатории «Фотофизика поверхности» Международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО.
Исследование полученных микрочастиц продолжается. Ученые вводят их в организм лабораторных животных и вызывают флуоресценцию квантовых точек лазером или светодиодами. Необходимо убедиться, что полимерные микрочастицы с квантовыми точками малотоксичны. В случае положительного результата речь может пойти о тестировании разработки на людях.
Исследование поддержано грантом РНФ №22-72-10057.

Источник: https://news.itmo.ru/

Команда инженеров из Университета науки и технологии Китая разработала новый способ кодирования данных на алмазе. Он позволяет добиться более высокой плотности.
Предыдущие исследования доказали, что можно хранить данные на алмазе. Он гораздо более долговечен, чем обычные носители. Но ранее таким образом удавалось закодировать лишь незначительное количество информации.
Авторы новой разработки использовали фрагменты алмаза длиной всего несколько миллиметров. Лазер удалил с поверхности камня отдельные атомы углерода, оставив крошечные полости. Эти полости при воздействии другого лазера проявляют определенный уровень яркости.
Регулируя уровни энергии пишущего лазера, ученые смогли отрегулировать степень яркости конкретного участка на алмазе при удалении определенного количества атомов. Таким образом, данные могут храниться в виде пустых областей с различными уровнями яркости. Лазерный считыватель позволяет их декодировать.
Ученые закодировали сохраненные изображения на крошечном алмазном чипе. Оказалось, что точность метода достигает 99%. При этом на алмазном диске можно хранить объем данных, эквивалентный объему 2 тысяч дисков Blu-ray. В настоящее время метод экономически нецелесообразен из-за высокой стоимости. Но в будущем его можно использовать для научных задач, сообщает Nature Photonics.
Источник: https://mir24.tv/

Ключ к высокочувствительному обнаружению загрязнителей
Учёные из Института науки о свете Общества Макса Планка (MPL) разработали лазерную технологию для точного обнаружения и мониторинга загрязняющих веществ в атмосфере, включая метан, который является ключевым фактором глобального потепления. Эта система использует мощный иттербиевый тонкодисковый лазер для управления оптическим параметрическим генератором (OPO), генерируя стабильные импульсы в коротковолновом инфракрасном (SWIR) спектральном диапазоне.
Обнаружение короткоживущих загрязнителей, таких как метан, представляет собой сложную задачу из-за помех со стороны водяного пара и их присутствия в атмосфере. Однако, нацелившись на диапазон SWIR, где загрязняющие вещества, такие как метан, поглощают сильно, а поглощение воды остаётся минимальным, новая лазерная система обеспечивает беспрецедентную чувствительность и точность обнаружения.
Центральным элементом этой инновации является иттербиевый лазер с тонким диском, который производит мощные фемтосекундные импульсы с частотой повторения в мегагерцах. Это позволяет системе усиливать оптический параметрический генератор, преобразуя лазерные импульсы в диапазон SWIR с большой мощностью и интенсивностью. Работая с частотой повторения, вдвое превышающей частоту повторения лазера накачки, OPO выдаёт стабильные, настраиваемые импульсы SWIR, оптимизированные для высокочувствительных спектроскопических приложений.
«Выход нашей лазерной системы может быть масштабирован до более высокой средней и пиковой мощности благодаря масштабируемости мощности иттербиевых тонкодисковых лазеров. Использование системы для точного обнаружения загрязняющих веществ в реальном времени позволяет глубже понять динамику парниковых газов. Это может помочь решить некоторые проблемы, с которыми мы сталкиваемся при изучении изменения климата», — заявила Анни Ли, аспирантка MPL.
Подход команды также интегрирует широкополосную, высокочастотную модуляцию выхода OPO, что позволяет улучшить отношение сигнал / шум, обеспечивая ещё большую точность обнаружения. Способность лазера генерировать мощные, стабильные импульсы в диапазоне SWIR является революционным решением для спектроскопии с разрешением по полю и фемтосекундной полевой микроскопии, позволяя исследователям обнаруживать и анализировать широкий спектр атмосферных соединений с минимальными помехами.
«Эта новая технология применима не только для мониторинга атмосферы и газового зондирования, но и имеет потенциал для других научных областей, таких как связь на орбите Земли, где требуются модулированные лазеры с высокой пропускной способностью», — сказал доктор Хани Фаттахи, ведущий исследователь проекта.
Исследователи планируют дальше развивать систему с целью создания универсальной платформы для мониторинга загрязняющих веществ в режиме реального времени и оптической связи Земля-космос. Эта технология может сыграть большую роль в отслеживании циклов парниковых газов и последствий изменения климата, обеспечивая более глубокое понимание динамики парниковых газов и помогая решить некоторые проблемы, с которыми сталкиваются ученые при изучении изменения климата.
Источник: https://www.ixbt.com/

3D-печать — это перспективный метод производства коронарных стентов — имплантатов, которые помогают в лечении ишемической болезни сердца. Требования к таким изделиям чрезвычайно высоки: они должны обладать биосовместимостью, гибкостью и прочностью. Среди методов выделяется селективное лазерное плавление, которое часто используют для производства медицинских устройств, однако процесс изготовления стентов таким методом разработан слабо. Ученые Пермского Политеха предложили двухэтапную технологию печати кобальт-хромовых стентов, которая позволяет производить более надежные модели и ускорить процесс их изготовления.
Статья опубликована в журнале Materials. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда.
Ишемическая болезнь сердца занимает ведущее место среди сердечно- сосудистых заболеваний взрослого населения, смертности и инвалидизации в мире. Для ее лечения используют коронарные стенты – металлические каркасы, которые устанавливают в просвет сосуда в месте его сужения. Так они восстанавливают кровоток и уменьшают осложнения.
Требования к качеству таких имплантатов высоки, поэтому и методика их изготовления должна быть четко выверенной. Последние 10 лет сердечно-сосудистые стенты создаются с использованием технологии лазерной резки, однако все более востребованным становится метод селективного лазерного плавления, поскольку он позволяет печатать персонализированные изделия со сложной структурой из металла. Тем не менее, существует недостаток информации о его применении в производстве имплантатов.
Ученые Пермского Политеха разработали двухэтапную технологию селективного лазерного плавления сердечно-сосудистых стентов из кобальт-хромового сплава и определили наиболее подходящие режимы их изготовления.
«Прежде чем приступать к технологии печати, нужно спроектировать 3D-модель будущего стента и оценить свойства его материала – металлического порошка. Для изготовления имплантатов в медицине часто используется сплав из кобальт-хрома – он не токсичен, не вызывает аллергических реакций, прочный и долговечный. Важно, чтобы он сохранял все эти свойства и не содержал вредных примесей», – поясняет Алексей Кучумов, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика», заведующий лабораторией биожидкостей ПНИПУ, доктор физико-математических наук.
«На первом этапе мы провели численное моделирование плавления и определили оптимальные ширину, высоту и глубину проникновения лазера. Это важно, потому что при слишком маленьких значениях стент будет недопустимо тонким и недостаточно прочным, а при слишком больших произойдет отклонение от 3D-модели. Рассчитывалось также тепловое распределение процесса плавления, чтобы он был равномерным. Численное моделирование позволяет избежать многочисленных ресурсозатратных экспериментов для определения подходящих режимов печати имплантатов», – рассказывает Андрей Дроздов, старший преподаватель кафедры «Инновационные технологии машиностроения», научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ.
На втором этапе политехники приступали к самому изготовлению стента селективным лазерным плавлением с учетом тех значений, которые были рассчитаны на первом этапе.
«По результатам эксперимента мы определили наиболее оптимальные параметры печати. Учитывались время экспозиции (как долго изделие будет подвергаться лазерному излучению принтера), расстояние от одной точки засветки до другой и мощность лазера принтера. Самыми подходящими режимами стали 40 микросекунд при 15 микрометрах, а также 60 микросекунд при 10 микрометрах – все это на мощности 40 или 42,5 Вт. Непригодными режимами оказались 20 микросекунд при 5-15 микрометрах. У стентов, которые были напечатаны с такими параметрами, обнаруживались дефекты – слишком много пор, трещин и так далее», – рассказывает Полина Килина, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения», ведущий научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ, кандидат технических наук.
Двухэтапная технология селективного лазерного плавления, которую разработали ученые Пермского Политеха, может стать альтернативой изготовлению микротрубок и лазерной микрорезке. Четкое моделирование и оптимизация параметров печати позволяют создавать более надежные персонализированные имплантаты по индивидуальной 3D-модели, что способно улучшить состояние пациентов и повысить эффективность лечения ишемической болезни сердца.
Источник: https://naked-science.ru/

Искусственный интеллект активно учится видеть, разговаривать, вычислять и создавать. Однако одна из функций, которая у него пока плохо работает — ощущение поверхности.
«ИИ более-менее обрел зрение благодаря достижениям в области компьютерного зрения и распознавания объектов. Однако он еще не развил человеческое чувство осязания, позволяющее отличать, например, шероховатую газетную бумагу от гладкой и глянцевой журнальной», — отмечает профессор физики Центра квантовой науки и инженерии Стивенса Ён Мен Су.
Однако Су и другие исследователи центра Стивенса разработали метод, дающий ИИ возможность «ощущать» поверхности. Они создали квантовую лабораторную установку, сочетающую в себе лазер, сканирующий поверхности, с новыми алгоритмическими моделями ИИ, обученными различать поверхности по изображениям с лазера. Это синтез ИИ и квантовых технологий, отмечают ученые.
Специально созданный световой луч направляется на поверхность короткими импульсами для ее определения. Обратно от целевого объекта возвращаются отраженные фотоны, несущие спекл-шум — случайный дефект изображения. Обычно спекл-шум мешает получению четких изображений, но система Стивенса предлагает иной подход. Она анализирует и обрабатывает артефакты шума, причем ИИ обучен интерпретировать их как ценные данные. Это позволяет системе точно определять топографию объекта.
Ученые использовали 31 образец промышленной наждачной бумаги с разной шероховатостью — от 1 до 100 микрон в толщину. Лазеры генерировали световые импульсы, направленные на образцы, и импульсы проходили через приемопередатчики, встречались с наждачкой и возвращались обратно для анализа моделью ИИ.
После обработки нескольких образцов точность модели улучшилась до 4 микрон, что сопоставимо с лучшими промышленными профилометрами — приборами, предназначенными для измерения неровностей поверхности. Система лучше всего работала на самых мелкозернистых поверхностях, таких как алмазная лаппинг-пленка и оксид алюминия.
Новый метод может быть полезен в различных областях, считают исследователи. Например, при попытках обнаружить рак кожи часто допускаются ошибки, когда врачи путают схожие на вид, но безвредные образования с потенциально опасными меланомами. Крошечные различия в шероховатости родинок, слишком маленькие для человеческого глаза, но измеряемые с помощью квантовой системы, могут отличать эти состояния.
Источник: https://naukatv.ru/