एक हीरे पर आधारित सेंसर जो हृदय के अंदर सूक्ष्म विद्युत धाराओं का मानचित्रण करता है, जापान में शोधकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया है। के नेतृत्व में ताकायुकी इवासाकी टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में, टीम ने हीरे में नाइट्रोजन-रिक्ति (एनवी) केंद्रों की प्रतिदीप्ति पर अपना उपकरण आधारित किया। उन्होंने जीवित चूहों के दिलों में यात्रा करने वाली विद्युत धाराओं द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र को मापने के लिए अपने सेंसर का उपयोग किया और शोधकर्ताओं का कहना है कि डिवाइस का 5.1 मिमी रिज़ॉल्यूशन अभूतपूर्व है।
टैचीकार्डिया और फाइब्रिलेशन सहित कुछ हृदय रोग हृदय के माध्यम से विद्युत धाराओं को कैसे पहुँचाया जाता है, इसकी खामियों के कारण होता है। इन स्थितियों का निदान करने के लिए, हृदय रोग विशेषज्ञ मैग्नेटोकार्डियोग्राफी (MCG) का उपयोग करते हैं: एक संपर्क रहित तकनीक जो हृदय में विद्युतीय धाराओं द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्रों को दूर से मापती है।
MCG का रिज़ॉल्यूशन सेंसर के आकार और ऑपरेटिंग तापमान सहित कारकों द्वारा सीमित होता है। उदाहरण के लिए, सुपरकंडक्टर-आधारित सेंसर छोटे चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाने में बहुत अच्छे होते हैं, लेकिन उन्हें बहुत कम तापमान पर रखा जाना चाहिए। नतीजतन, इन सेंसरों को दिल से कुछ दूरी पर रखा जाना चाहिए और इसलिए मिलीमीटर पैमाने पर धाराओं को हल नहीं किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि वे वेंट्रिकुलर अतालता द्वारा उत्पन्न जटिल घूर्णी तरंगों को पूरी तरह से हल नहीं कर सकते हैं।
परमाणु-पैमाने पर दोष
उच्च-रिज़ॉल्यूशन सेंसर बनाने के लिए, इवासाकी की टीम ने नाइट्रोजन रिक्ति (एनवी) केंद्रों का उपयोग किया - जो हीरे में परमाणु-पैमाने पर दोष हैं। एक NV केंद्र में, हीरे की जाली में आसन्न कार्बन परमाणुओं की एक जोड़ी को नाइट्रोजन परमाणु और एक खाली जगह से बदल दिया जाता है। एक एनवी केंद्र अनिवार्य रूप से एक पृथक क्वांटम स्पिन है जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रति बहुत संवेदनशील है। क्या अधिक है, यह एक तरह से फ्लोरोसेंट रोशनी का उत्सर्जन करता है जो क्षेत्र की तीव्रता और दिशा पर निर्भर है। ऑप्टिकल रीडआउट के साथ एक चुंबकीय संवेदक बनाने के लिए इन गुणों को जोड़ा जा सकता है।
क्वांटम सेंसर SARS-CoV-2 का पता लगा सकता है
इवासाकी और सहयोगियों ने एनवी केंद्रों के उच्च घनत्व वाले हीरे की चिप से एक सेंसर बनाया। कमरे के तापमान पर काम करते हुए, उन्होंने सेंसर को जीवित चूहों के दिल से कुछ मिलीमीटर दूर रखा। एनवी केंद्रों को एक हरे रंग की लेजर से रोशन किया गया था और उत्सर्जित फ्लोरोसेंट प्रकाश को पकड़ने के लिए एक फोटोडायोड का उपयोग किया गया था। इवासाकी की टीम ने प्रतिदीप्ति मापन को संबंधित चुंबकीय क्षेत्रों में अनुवाद करने के लिए एक गणितीय मॉडल भी विकसित किया। इसने उन्हें 2 मिमी के रिज़ॉल्यूशन को प्राप्त करते हुए, दिलों में विद्युत गतिविधि की विस्तृत 5.1डी छवियों का उत्पादन करने की अनुमति दी। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि उनके सेंसर हृदय रोग विशेषज्ञों के लिए रोगियों में कई अलग-अलग प्रकार की हृदय स्थितियों की उत्पत्ति और प्रगति का अध्ययन करना बहुत आसान बना सकते हैं - संभावित रूप से इन बीमारियों के निदान और उपचार के लिए नए तरीकों की ओर अग्रसर हैं। आगे के सुधारों के साथ, सेंसर का उपयोग शरीर के अन्य भागों में उत्पन्न होने वाली और भी सूक्ष्म विद्युत धाराओं का पता लगाने के लिए भी किया जा सकता है।
में अनुसंधान वर्णित है संचार भौतिकी.
