Алмазные сенсоры позволят диагностировать заболевания мозга и сердца

Недорогие алмазные сенсоры, изобретенные британскими учеными из Университета Уорика, дают возможность диагностировать заболевания сердца и мозга с помощью магнитных полей, при комнатной температуре и без дорогостоящего оборудования.

Помимо привычной электрокардиографии и электроэнцефалографии наблюдать за деятельностью внутренних органов можно с помощью измерения магнитных полей (это даже удобнее, потому что не нужно касаться тела). Но есть одна проблема. Магнитное поле тела трудно обнаружить без высокочувствительных сенсоров.

Единственным коммерчески доступным прибором, способным выполнять эту работу, являются сверхпроводящие квантовые интерферометры (СКВИД), которые могут измерить изменения в магнитном поле в фемтотеслах. Предварительно их нужно охладить до температуры жидкого гелия, а измерения проводить в экранированном помещении. Цена такого магнитного кардиографа — около $1 млн, по сравнению с парой тысяч долларов за электрокардиограф.

Мэтью Дейл и Гэвин Морли считают, что разработанные ими алмазные сенсоры способны совершить революцию в диагностике, измеряя крошечные магнитные поля при комнатной температуре и без необходимости строить специальные помещения.

В сердцевине каждого алмазного сенсора есть дефект размером с атом — азотно-замещенная вакансия, или NV-центр. Когда в него попадает электрон, и он становится отрицательно заряженным, он испускает красный свет, легко различимый со стороны. Объем света зависит от поляризации спина электрона, крайне чувствительного к любому внешнему магнитному полю.

Во время испытаний при комнатной температуре была достигнута чувствительность в диапазоне пикотесла, но ученые уверены, что в будущем их технология сравняется по этому параметру со СКВИД, пишет MIT Technology Review.