Bukan Fiksi Ilmiah: Peneliti Telah Mengembangkan Balok Traktor Metasurface
Para peneliti di TMOS telah mengembangkan sinar solenoid yang didukung metasurface yang dapat menarik partikel ke arahnya, yang berpotensi merevolusi prosedur medis non-invasif seperti biopsi. Teknologi ini, yang menggunakan lapisan tipis silikon berpola nano, menawarkan alternatif yang ringan dan portabel untuk peralatan besar yang sebelumnya diperlukan untuk sinar tersebut. Kredit: College of Melbourne
Peneliti TMOS telah memajukan pengembangan balok traktor ringan dan portabel yang dapat mengubah prosedur medis non-invasif.
Para peneliti di TMOS, Pusat Keunggulan ARC untuk Sistem Meta-Optik Transformatif, telah membuat kemajuan awal yang signifikan dalam menciptakan sinar traktor yang dimungkinkan oleh metasurfaces. Sinar cahaya ini, yang mampu menarik partikel ke arahnya, terinspirasi oleh sinar traktor fiktif yang terlihat dalam fiksi ilmiah.
Dalam penelitian yang diterbitkan di Fotonik ACStim Universitas Melbourne menjelaskan berkas solenoid mereka yang dihasilkan menggunakan metasurface silikon. Berkas solenoid sebelumnya telah dibuat oleh modulator cahaya khusus (SLM) yang besar, namun, ukuran dan berat sistem ini mencegah berkas tersebut digunakan dalam perangkat genggam. Metasurface adalah lapisan silikon berpola nano yang tebalnya hanya sekitar 1/2000 milimeter. Tim berharap bahwa suatu hari nanti dapat digunakan untuk mengambil biopsi dengan cara yang tidak invasif, tidak seperti metode saat ini seperti forsep yang menyebabkan trauma pada jaringan di sekitarnya.
Sinar cahaya cenderung memberikan gaya dorong, yang menjauhkan partikel dari sumber cahaya. Sinar solenoida telah terbukti menarik partikel ke arah sumber cahaya. Perhatikan cara kerja bor, yang menarik serutan kayu ke atas mata bor. Sinar solenoida bekerja dengan cara yang sama.
Keunggulan Solenoid Beam Baru
Berkas solenoida khusus ini memiliki beberapa manfaat dibanding berkas solenoida yang dihasilkan sebelumnya, yakni kondisi yang dibutuhkan dari berkas enter lebih fleksibel dibanding berkas sebelumnya, tidak memerlukan SLM, dan ukuran, berat, serta kebutuhan daya jauh lebih sedikit dibanding sistem sebelumnya.
Metasurface dibuat dengan memetakan hologram fase dari berkas yang diinginkan. Ini digunakan untuk membuat pola. Metasurface kemudian dibuat dari silikon menggunakan litografi berkas elektron dan etsa ion reaktif. Ketika berkas masukan, dalam hal ini, berkas Gaussian, menyaring melalui metasurface, sebagian besarnya (sekitar 76%) diubah menjadi berkas solenoida dan membelok menjauh dari berkas yang tidak diubah, sehingga memungkinkan para peneliti untuk bekerja dengannya tanpa halangan. Mereka mampu mengkarakterisasi berkas tersebut pada jarak 21 sentimeter.
Peneliti utama Maryam Setareh mengatakan, “Ukuran yang ringkas dan efisiensi tinggi dari perangkat ini dapat menghasilkan aplikasi inovatif di masa mendatang. Kemampuan untuk menarik partikel menggunakan metasurface mungkin memiliki potensi untuk memengaruhi bidang biopsi dengan mengurangi rasa sakit melalui metode yang kurang invasif.”
Setareh berkata, “Kami sangat antusias untuk menyelidiki kinerja perangkat kami dalam manipulasi partikel, yang dapat memberikan wawasan berharga.”
Kepala Peneliti Ken Crozier mengatakan, “Tahap selanjutnya dari penelitian ini adalah menunjukkan secara eksperimental kemampuan sinar untuk menarik partikel, dan kami akan bersemangat untuk membagikan hasil tersebut saat sudah tersedia.”
Crozier berkata, “Penelitian ini membuka kemungkinan baru untuk menggunakan cahaya guna memberikan gaya pada objek kecil.”
Referensi: “Berkas Solenoid Triple-Helix Efisiensi Tinggi yang Dihasilkan oleh Dielectric Metasurface” oleh Maryam Setareh, Robert De Gille, Jasper Cadusch, Dandan Wen, Sejeong Kim dan Kenneth B. Crozier, 17 Juli 2024, Fotonik ACS.
DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00874
