Здравствуйте! На данный момент портал работает в режиме тестирования.
мама
123
Биомед Наука Новости

Российские физики создали уникальный керамический лазерный скальпель

скальпель

Физики из МФТИ совместно с их коллегами из Института прикладной физики (ИПФ) РАН и компании «ИРЭ-Полюс» разработали уникальный мощный лазер, созданный из керамики. Этот прибор планируют применять в хирургических операциях в качестве менее травматичного и более дешевого скальпеля. Об этом сообщает пресс-служба вуза со ссылкой на статью в журнале Optics Letters.

Сегодня применение лазеров широко распространено: во врачебной практике, металлургии, метрологии и метеорологии, они встроены в бытовую технику. Луч лазера порождается эффектом вынужденного излучения в активной среде, роль которой могут играть газы, жидкости, кристаллы или стекла. От параметров активной среды зависит длина волны лазера, эффективность преобразования энергии в излучение.

Группой российских ученых в качестве активной среды была выбрана керамика, которую они получили из оксида лютеция с добавлением ионов тулия (Tm3+:Lu2O3). Именно тулий позволил керамике создавать лазерное излучение.


В МФТИ научились управлять клетками сердца при помощи лазера


«Керамика – перспективный тип среды для лазеров, поскольку ее получают спеканием порошков в поликристаллическую массу. В производстве она дешевле и проще, чем монокристаллы, что крайне важно для массового внедрения. Кроме того, химический состав керамики легко менять, меняя и свойства лазера», — рассказал научный сотрудник МФТИ Иван Обронов.

Разработанный физиками прибор преобразует энергию в излучение с уровнем эффективности более 50%, тогда как его аналоги из других твердых материалов обладают более низкой эффективностью — около 20%. Новый лазер создает инфракрасное излучение с длиной волны около 2 микрон, что делает его уникальным и незаменимым в медицинском деле.

«Излучение наиболее распространенных инфракрасных лазеров с длиной волны около 1 микрона имеет малое поглощение и очень глубоко проникает в биоткани, что приводит к коагуляции (слипание мелких частей, например — свертывание крови) и появлению значительных областей “омертвевшей” ткани. Хирургический скальпель должен «работать» на строго определенную глубину, поэтому используются двухмикронные лазеры, которые не повреждают нижележащие ткани», — пояснил Обронов.


Ученые создали на основе монокристаллов безопасный для человеческого глаза лазер


По его словам, в сравнении с используемыми медиками на данный момент двухмикронными гольмиевыми лазерами, керамический лазер обладает рядом преимуществ: он имеет более низкую стоимость, проще, надежнее и примерно в 4 раза компактнее.

Кроме того, применение разработанного лазера возможно в композитном производстве. Тут он превосходит своих аналогов возможностями по нарезанию недоступных материалов. Так для традиционных одномикронных лазеров полимеры практически незаметны, а новый двухмикронный лазер способен эффективно резать и гравировать пластик.

«Сейчас в производстве техники, например, самолетов, все шире применяются композиты. Крыло нового российского самолета МС-21 почти целиком сделано из композитов. Керамический лазер может стать удобным инструментов для такого производства», — отметил в заключение ученый.

Об авторе

Катерина Белоусова

Катерина Белоусова