211service.com
Fibres intelligentes
Les lasers à haute puissance, serpentés à travers le corps à l'intérieur de fines fibres optiques, peuvent brûler rapidement et avec précision les tumeurs qui tapissent l'œsophage, les intestins ou les bronches. Mais il y a un risque : si les parois des fibres tombent en panne, le faisceau de lumière laser peut s'échapper et endommager les tissus sains.
Maintenant, le chercheur du MIT Yoel Fink, professeur agrégé de science des matériaux, et le chercheur du MIT Mehmet Bayindir ont conçu des fibres optiques câblées avec leur propre électronique sensible à la chaleur, qui peuvent être utilisées pour surveiller les défauts en développement pendant l'utilisation du laser - dans le temps pour l'arrêter avant une panne. *
Cette sensibilité pourrait empêcher des dommages potentiellement massifs aux organes sains, explique Henry Du, chercheur en fibres optiques et responsable de l'ingénierie chimique, biomédicale et des matériaux au Stevens Institute of Technology à Hoboken, NJ.
C'est l'un des quelques exemples de belles recherches universitaires traduites en applications où une énorme différence peut être faite, a été faite, dans les soins de santé, dit Du.
La détection des défauts, en particulier avec une puissance élevée, où vous devez l'éteindre en cas de défaillance, est absolument une bonne idée, convient le physicien de l'Université Rutgers Jim Harrington, ancien président de l'International Society for Optical Engineering.
Les fibres optiques avec électronique intégrée pourraient être rendues sensibles non seulement à la chaleur, comme dans les applications laser, mais aussi à la lumière, aux vibrations et peut-être aux produits chimiques, explique Fink. Plus loin dans le futur, des fibres intelligentes, capables de détecter, de traiter l'information et de stocker des données, pourraient être tissées dans le tissu.
Les fibres de Fink canalisent un laser haute puissance à travers un noyau creux doublé d'un miroir de haute qualité. Pour détecter les amorces de rupture, les chercheurs du laboratoire de Fink ont entouré le miroir d'un matériau semi-conducteur dont la conductivité électrique change avec la température. Ces changements de conductivité peuvent être détectés par des fils métalliques qui s'étendent le long de la fibre. Lorsque la conductivité change brusquement, les fils signalent le défaut et un contrôleur peut automatiquement arrêter le laser.
Pour fabriquer les fibres, qui font un peu plus d'un millimètre d'épaisseur, Fink commence avec une préforme cylindrique qui a la géométrie exacte de la fibre terminée, mais qui est beaucoup plus épaisse. Cette forme est ensuite chauffée et étirée en une fibre beaucoup plus longue et plus fine. Une préforme de 30 centimètres de long peut faire une fibre d'un kilomètre de long.
Le défi de la fabrication de la fibre, dit Fink, consistait à trouver ou à fabriquer des matériaux qui pouvaient être fondus et étirés sans se séparer.
Jusqu'à présent, le groupe n'a démontré que la fibre d'autosurveillance fonctionne avec des longueurs d'onde lumineuses dans l'infrarouge moyen. Les applications futures, telles que les forets laser pour les applications dentaires ou les lasers pour le durcissement de l'époxy, devront utiliser des longueurs d'onde différentes.
D'autres lasers à haute puissance, tels que ceux utilisés pour couper et souder le métal dans la fabrication automobile, nécessiteront des fibres capables de gérer beaucoup plus de puissance que les actuelles, explique Fink.
Mais les applications actuelles sont suffisamment prometteuses, selon Du. Je ne doute pas que les fibres auront du succès et seront largement adoptées, dit-il.
* Cette histoire a été modifiée le lundi 21 novembre 2005. À l'origine, cette phrase disait : Maintenant, le chercheur du MIT Yoel Fink, professeur agrégé de science des matériaux, a conçu des fibres optiques câblées avec leur propre électronique sensible à la chaleur, qui peuvent être utilisées pour surveiller les défauts en développement pendant l'utilisation du laser - à temps pour l'arrêter avant une panne. En fait, le travail, effectué dans le laboratoire de Yoel Fink, a été conçu et initié par le chercheur du MIT Mehmet Bayindir.