聚吡咯基体上金纳米阵列用于超声成像
超声技术是20世纪发展起来的高新技术,是一种新兴的、多学科交叉的边缘科学,已引起美国、德国、加拿大、日本和中国等国家科技工作者的广泛关注"超声技术的发展给化工、食品、生物、医药等学科的研究开拓了新领域,并从应用上对上述工业产生重大影响。
传统超声技术主要依靠将超声波转换成电信号来产生图像。几十年来，这种技术已经取得了很大的进步。但带宽和灵敏度的限制，已成为超声技术产生高质量诊断图像的主要障碍。
现在，超声图像可以更加清晰，这要归功于一种新型超材料。这种新型材料是由伦敦国王学院、德克萨斯农工大学、贝尔法斯特女王大学和马萨诸塞大学卢维尔分校的科学家联合研制，可将超声信号转换成光信号，为生物医学应用提供高清晰度图像。而信号的光处理不会限制转换器的带宽和灵敏度，因而不受带宽和灵敏度的限制。这项研究成果发表在《先进材料》杂志(doi：10.1002/adma.201300314)上。
这种超材料由嵌入在一种被称作聚吡咯的聚合物中的金纳米棒构成。光信号进入材料，与之相互作用，在穿过材料之前，被随后传入的超声波改变。接下来，探测设备读出改变后的光信号，分析其特性的变化以产生更高分辨率的图像。
“高带宽可实现对声波距离变化的高精度采样。更高的灵敏度则能够让使用者看到更深处的组织，产生的视觉效果更为详细。”伦敦国王学院物理系博士WayneDickson说，“在不牺牲灵敏度的情况下，我们可以将工作频率从0提高到150 MHz。目前的技术通常在50 MHz左右就会遇到灵敏度大幅度下降的问题。这意味着，在不限制转换器带宽的情况下，这种超材料能够有效地将声波转换成光信号”
虽然这项研究还未准备与超声技术集成在一起，但是Dickson和他的研究小组已经成功验证了使用这种新型材料如何大幅改进传统技术。
Dickson说：“我们研究成果的潜在价值是非常令人兴奋的。到目前为止，最灵敏的超声探测器虽然是基于传统的光学材料，但仍然会受到带宽的限制，而且由于光学对准要求极为严格，很难将其设计成一个真实可用的设备。相反，我们的材料比较容易集成，这预示着新一代超声传感器的到来。”