Sợi quang có gắn mạch điện tử hỗ trợ phẫu thuật bằng laser
Hiện nay, Yoel Fink, Nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachussett, Phó Giáo sư về khoa học vật liệu, đã thiết kế một loại sợi quang nối với linh kiện điện tử nhạy nhiệt của chính sợi quang, có thể được sử dụng để theo dõi sự phát triển khiếm khuyết trong quá trình lade hoạt động, kịp thời ngắt mạch trước khi xảy ra sự cố.
Henry Du, Nhà nghiên cứu sợi quang và nhà lãnh đạo kỹ thuật hóa học, sinh y học và vật liệu tại Viện Công nghệ Stevens ở Hoboken, NJ (New Jersey), cho biết, khả năng nhạy cảm này có thể ngăn chặn sự "gây tổn hại lớn đến các tổ chức của cơ thể". "Đây là một trong các ví dụ mà nghiên cứu của trường đại học đang được biến đổi thành các ứng dụng có thể và đang được thực hiện, có tác dụng to lớn trong chăm sóc sức khỏe".
Theo Jim Harrington, Nhà vật lý học của trường Đại học Rutgers, cựu Chủ tịch Hội Kỹ thuật Quang học Quốc tế, việc phát hiện khiếm khuyết, nhất là với các thiết bị năng lượng cao, cần ngắt mạch ngay nếu bị hỏng, là một ý tưởng tuyệt vời.
Fink cho biết, sợi quang có gắn các linh kiện điện tử có thể được chế tạo để không chỉ nhạy cảm với nhiệt, như trong các ứng dụng của lade, mà còn nhạy cảm với ánh sáng, chấn động và có thể là các hóa chất nữa. Trong tương lai, người ta có thể dệt các sợi quang "thông minh" có khả năng cảm nhận, xử lý thông tin và lưu trữ dữ liệu vào hàng dệt.
Các sợi quang của Fink truyền tia laser năng lượng cao thông qua một lõi rỗng có lót gương chất lượng cao. Để phát hiện những chỗ mới chớm đứt gãy, phòng thí nghiệm của Fink đã bao bọc xung quanh gương này bằng vật liệu bán dẫn có độ dẫn điện thay đổi theo nhiệt độ. Sự thay đổi độ dẫn điện được dây dẫn kim loại chạy dọc theo sợi quang phát hiện. Khi độ dẫn điện thay đổi đột ngột, dây dẫn phát tín hiệu báo lỗi và thiết bị điều khiển sẽ tự động ngắt mạch lade.
Để chế tạo sợi quang chỉ dày hơn 1 mm một chút, Fink đã bắt đầu với một "phôi" hình trụ có dạng hình học chính xác như sợi quang hoàn chỉnh, tuy nhiên to hơn nhiều. Phôi này được gia nhiệt và kéo thành sợi nhỏ, dài hơn nhiều. Từ một phôi dài 30 cm có thể chế tạo sợi quang dài 1 km.
Fink cho biết thách thức trong chế tạo sợi quang là tìm ra hoặc chế tạo loại vật liệu có thể làm nóng chảy và kéo giãn mà không bị đứt. Cho đến nay, nhóm nghiên cứu mới chỉ đạt kết quả với loại sợi quang tự điều chỉnh làm việc ở bước sóng ánh sáng trung hồng ngoại. Các ứng dụng trong tương lai, như thiết bị khoan lade dùng trong nha khoa hoặc lade dùng xử lý epoxy, cần sử dụng các bước sóng khác. Fink cho biết, các lade năng lượng cao khác, như lade dùng để hàn và cắt kim loại trong chế tạo ôtô, sẽ cần dùng sợi quang có khả năng chịu bền với năng lượng cao hơn nhiều so với các sợi quang hiện nay. Tuy nhiên, theo Du, các ứng dụng hiện nay là đã rất tốt và không nghi ngờ gì về việc các sợi quang sẽ thành công và được chấp nhận rộng rãi.
Nguồn: Technology Review; vista 12/7/2006
