Структура глаз ночных бабочек помогла ученым найти способ улучшения качества рентгеновских снимков, не требующий увеличения дозы облучения.
Устройство фасеточных глаз моли подсказало американским специалистам из Массачусетского технологического института идею разработки, позволяющей уменьшить вредное воздействие рентгеновского излучения на пациентов. Описание новой технологии опубликовано в журнале Optics Letters.
Сложные глаза моли состоят из тысяч простых глазков-омматидиев, каждый из которых снабжен линзами и рецепторными клетками. В отличие от дневных бабочек, моль ведет ночной образ жизни, поэтому ее глазки обладают антиотражающей способностью, возвращая назад лишь малую часть падающего на них света. Это помогает бабочкам быть более незаметными во время ночных полетов.
Инженеры использовали эти особенности глаз моли, чтобы повысить эффективность сцинтиллятора, составной части рентгеновского аппарата. Сцинтиллятор преобразует рентгеновское излучение, проходящее сквозь тело пациента, в видимый свет, который и создает изображение на рентгеновских снимках. Чтобы снимки имели высокое разрешение, необходимо или повышать интенсивность рентгеновского излучения, что вредно для здоровья, или же лучше использовать свет, испускаемый сцинтиллятором.
С этой целью ученые создали особую пленку толщиной всего 500 нанометров, состоящую из кристаллов оксиортосиликата лютеция с примесью церия. Поверхность кристаллов была покрыта крошечными выростами нитрида кремния. Их особую пирамидальную форму и порядок расположения разработчики скопировали с «сосочков» на поверхности омматидиев моли, которые и придают ее глазам антиотражающую способность. На участке глаза 100 на 100 микрометров располагается от 100 до 200 тысяч подобных пирамидок. Специалисты покрыли ими новую пленку с такой же плотностью, что позволило более эффективно собирать свет, исходящий от сцинтиллятора.
Выяснилось, что сцинтиллятор, снабженный подобной пленкой, работает на 175% эффективнее обычного. Поэтому, как говорят исследователи, в перспективе ее использование позволит добиваться более качественных рентгеновских снимков, не повышая при этом дозу излучения. «Пациенты во время медицинских обследований смогут больше не волноваться о радиации», -- подчеркнул профессор Йаша Йи, один из авторов разработки.
Ранее специалисты уже брали глаза моли за основу при разработке усовершенствованных покрытий для солнечных батарей и маскировочных экранов для военной техники.
