दिसम्बर 21, 2023

(नानावरक न्यूज़) एक नई फोटोग्राफी तकनीक की बदौलत एक एकल जैविक कोशिका से गुजरते हुए एक सूक्ष्म आघात तरंग की तस्वीर खींची गई है। नैनोसेकंड फोटोग्राफी एक सेकंड के अरबवें हिस्से की गति से चित्र लेने के लिए अल्ट्राफास्ट इलेक्ट्रॉनिक कैमरों का उपयोग करती है। हालाँकि, छवि गुणवत्ता और एक्सपोज़र समय आम तौर पर सीमित होते हैं। अब, टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक टीम ने स्पेक्ट्रम सर्किट नाम की एक प्रणाली का उपयोग करके उच्च गति पर कई समय के पैमाने पर ली गई अति सूक्ष्म छवियां हासिल की हैं। स्पेक्ट्रम सर्किट ऑप्टिकल इमेजिंग और पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक कैमरों के बीच अंतर को पाटता है, जिससे कम धुंधलेपन और अधिक सटीकता के साथ अल्ट्राफास्ट गति से फोटोग्राफी सक्षम हो जाती है। इस तकनीक में विज्ञान, चिकित्सा और उद्योग के लिए संभावित अनुप्रयोग हैं। में शोध प्रकाशित किया गया है विज्ञान अग्रिम ("हाई-स्पीड फोटोग्राफी में स्पेक्ट्रम सर्किट ब्रिजिंग टाइमस्केल के साथ सिंगल-शॉट ऑप्टिकल इमेजिंग").

चाबी छीन लेना

एक नई फोटोग्राफी तकनीक एक जैविक कोशिका से गुजरने वाली शॉक वेव को पकड़ती है, जो नैनोसेकंड इमेजिंग में प्रगति को प्रदर्शित करती है।

स्पेक्ट्रम सर्किट, एक नवीन प्रणाली, पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक कैमरों और ऑप्टिकल इमेजिंग के बीच अंतर को पाटती है, जिससे स्पष्ट, तेज छवियां प्राप्त होती हैं।

यह तकनीक बढ़ी हुई परिभाषा और कम धुंधलेपन के साथ पिकोसेकंड से लेकर मिलीसेकंड तक विस्तृत समय सीमा में उच्च गति की फोटोग्राफी की अनुमति देती है।

इस तकनीक के अनुप्रयोग विज्ञान, चिकित्सा और उद्योग तक फैले हुए हैं, विशेष रूप से अल्ट्राफास्ट प्रक्रियाओं के अवलोकन और विश्लेषण में।

भविष्य की योजनाओं में ध्वनिक तरंगों के साथ सेल इंटरैक्शन का अध्ययन करने और लेजर प्रसंस्करण तकनीकों में सुधार करने के लिए इमेजिंग तकनीक का उपयोग करना शामिल है।

हेला सेल के माध्यम से चलती पानी के नीचे की शॉक वेव की छवियां। इस नई तकनीक का उपयोग करके, शोधकर्ता पानी में डूबी कोशिका के अंदर और बाहर शॉक वेव कैसे चलती है, इसके बीच अंतर देख सकते हैं। उन्होंने नोट किया कि परिणामों से पता चलता है कि कोशिका संरचना विज़ुअलाइज्ड वेवफ्रंट स्थिति के साथ बदलती है (छवि में लाल/नारंगी रेखा में दिखाया गया है)। (छवि: 2023 सैकी एट अल।)

अनुसंधान

आप अपने कैमरे के साथ बिल्कुल सही समय का इंतजार कर रहे हैं। अचानक, आपके विषय की गति तेज़ हो जाती है और आपने बमुश्किल शटर पर क्लिक किया है। यह रह गया। फ़ोटोग्राफ़ी में समय ही सब कुछ हो सकता है और तेज़ गति से छवियों को कैप्चर करना एक विशेष चुनौती पेश करता है। लेकिन कैमरा प्रौद्योगिकी में प्रगति के कारण, इन दिनों हम दुनिया को ऐसे देख सकते हैं जैसे पहले कभी नहीं देखा। चाहे वह रेसिंग साइकिल चालक के माथे पर पसीना हो, झपट्टा मारते बाज़ की आँखों में फोकस हो या, नैनोसेकंड फोटोग्राफी में इस नवीनतम सुधार के साथ, उच्च गति से सूक्ष्म एकल कोशिका से गुजरने वाली शॉक वेव की गति हो। “इतिहास में पहली बार, जहाँ तक हम जानते हैं, हमने सीधे तौर पर एक जैविक कोशिका और एक शॉक वेव के बीच की बातचीत को देखा है, और प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया है कि कोशिका के अंदर फैलने वाली शॉक वेव का वेग कोशिका के बाहर की तुलना में तेज़ है। सेल,'' टोक्यो विश्वविद्यालय में प्रिसिजन इंजीनियरिंग विभाग के डॉक्टरेट छात्र ताकाओ सैकी ने समझाया। इसके अलावा, हमारे दृष्टिकोण ने हमें व्यापक समय सीमा में उच्च गति की फोटोग्राफी प्रदर्शित करने में सक्षम बनाया है, जिसमें पिकोसेकंड (एक सेकंड का एक ट्रिलियनवां हिस्सा), नैनोसेकंड (एक सेकंड का एक अरबवां हिस्सा) और मिलीसेकंड (एक सेकंड का एक हजारवां हिस्सा) शामिल हैं। ) समयमान।” कोशिकाओं की संरचना को प्रभावित किए बिना या क्षति पहुंचाए बिना उनकी स्पष्ट छवियां खींचना बहुत चुनौतीपूर्ण है। छवियों को सुरक्षित रूप से लेने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक सटीक ऑप्टिकल सर्किट विकसित किया, एक ऐसा सर्किट जो बिजली के बजाय प्रकाश का उपयोग करता है, जिसे उन्होंने स्पेक्ट्रम सर्किट नाम दिया। स्पेक्ट्रम सर्किट के साथ उन्होंने गैर-हानिकारक लेजर पल्स बनाए, जिन्हें उन्होंने अलग-अलग समय पर उत्सर्जित करने के लिए निर्धारित किया। इस तकनीक को मौजूदा सिंगल-शॉट ऑप्टिकल इमेजिंग तकनीक के साथ जोड़कर, जिसे अनुक्रमिक रूप से समयबद्ध ऑल-ऑप्टिकल मैपिंग फोटोग्राफी या STAMP कहा जाता है, वे पहले से उपलब्ध की तुलना में उच्च परिभाषा और कम धुंधलेपन के साथ छवियों की श्रृंखला लेने में सक्षम थे। टीम ने कांच पर लेज़र एब्लेशन के प्रभावों को देखने के लिए उसी तकनीक का उपयोग किया। लेज़र एब्लेशन किसी सतह से ठोस पदार्थ को सटीकता से हटाने के लिए उपयोगी है और इसका उपयोग उद्योग और चिकित्सा दोनों में किया जाता है। शोधकर्ताओं ने केवल 35 फेमटोसेकंड लंबे (एक फेमटोसेकंड एक सेकंड के एक-चौथाई भाग के बराबर होता है) एक अल्ट्राशॉर्ट लेजर पल्स को एक ग्लास प्लेट पर केंद्रित किया। स्पेक्ट्रम सर्किट का उपयोग करते हुए, उन्होंने लेजर के प्रभाव, परिणामी शॉक तरंगों और पिकोसेकंड, नैनोसेकंड और मिलीसेकंड में ग्लास पर इसके प्रभाव को देखा। अल्ट्रावाइड टाइम रेंज, हाई-स्पीड कैमरे का उपयोग करके ली गई लेजर एब्लेशन की छवियां। इस नई इमेजिंग तकनीक को लागू करते हुए, शोधकर्ता फैलती हुई शॉक वेव और प्लाज्मा और मल्टी-टाइमस्केल (लगभग 10-100 पिकोसेकंड, लगभग 1-10 नैनोसेकंड और लगभग 1-100 मिलीसेकंड) पर लेजर प्रसंस्करण की प्रगति देख सकते हैं। (छवि: 2023 सैकी एट अल।) टोक्यो विश्वविद्यालय में बायोइंजीनियरिंग विभाग और प्रिसिजन इंजीनियरिंग विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर केइची नाकागावा ने कहा, "हम समय के साथ होने वाली विभिन्न भौतिक प्रक्रियाओं और उनके आकार लेने के बीच अंतरसंबंध को देख सकते हैं।" “हमारी तकनीक हमें ऐसी अल्ट्राफास्ट प्रक्रियाओं का निरीक्षण और विश्लेषण करने में सक्षम बनाकर उपयोगी लेकिन अज्ञात उच्च गति की घटनाओं को प्रकट करने का अवसर प्रदान करती है। “इसके बाद, हम यह कल्पना करने के लिए अपनी इमेजिंग तकनीक का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं कि कोशिकाएं ध्वनिक तरंगों के साथ कैसे संपर्क करती हैं, जैसे कि अल्ट्रासाउंड और शॉक वेव थेरेपी में उपयोग किया जाता है। ऐसा करके, हमारा लक्ष्य उन प्राथमिक शारीरिक प्रक्रियाओं को समझना है जो मानव शरीर में बाद के चिकित्सीय प्रभावों को सक्रिय करती हैं। टीम भौतिक मापदंडों की पहचान करके लेजर प्रसंस्करण तकनीकों को बेहतर बनाने के लिए स्पेक्ट्रम सर्किट का भी उपयोग करना चाहती है जो तेज, अधिक सटीक, अधिक सुसंगत और लागत प्रभावी विनिर्माण को सक्षम करेगी। “जटिल घटनाओं को समझने के लिए विज़ुअलाइज़ेशन की शक्ति से हम हमेशा आकर्षित रहे हैं। दुनिया के उन हिस्सों को उजागर करने और दिखाने का मौका जो पहले छिपे हुए थे, वास्तव में हमें इस क्षेत्र में ले आए, ”नाकागावा ने कहा। "हम बायोमेडिसिन से लेकर विनिर्माण, सामग्री, पर्यावरण और ऊर्जा तक विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक योगदान देने की उम्मीद करते हैं।"

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64295.php