Basic HTML Version
12/2011-02/2012 |
καινοτομια
ερευνα & τεχνολογια
9
Αξιοποιώντας την Έρευνα
Ερευνητικά αποτελέσματα του Ινστιτούτου
Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ του Ιδρύ-
ματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΗΔΛ/
ΙΤΕ) που αφορούν την ανάπτυξη Μαγνητο-
ευαίσθητων Φωτονικών Διατάξεων σε Μι-
κροδομημένες Οπτικές Ίνες συμπεριλαμ-
βάνονται στις πιο σημαντικές ανακαλύψεις
στη Φωτονική που δημοσίευσε πρόσφατα
ο διεθνής οργανισμός Optical Society of
America (OSA). Πρόκειται για αποτελέσμα-
τα της ερευνητικής ομάδας του Δρ Σταύ-
ρου Πισσαδάκη, Ερευνητή Β’ Βαθμίδας,
που έχουν δημοσιευτεί στα διεθνή περιο-
δικά Optics Express και Optics Letters και
έχουν προβληθεί από τις παγκόσμιες επι-
στημονικές οργανώσεις Society of Photo-
Optical Instrumentation Engineers (SPIE)
και Materials Research Society (MRS).
Η αξιοποίηση αυτών των νέων τεχνολογιών
μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές εφαρμο-
γές, σε τομείς όπως η Ιατρική, η Ιατροδικαστι-
κή, οι Διαστημικές και Αμυντικές Τεχνολο-
γίες. Σημαντικό μέρος της πειραματικής ερ-
γασίας υλοποίησε ο διδακτορικός φοιτητής
Alessandro Candiani, σε συνεργασία με την
επιστημονική συνεργάτιδα Δρ Μαρία Κων-
σταντάκη, ενώ καθοριστική ήταν η συμβολή
του Δρ Walter Margulis από το ερευνητικό
ίδρυμα ACREO της Σουηδίας.
Οι μικρο-δομημένες οπτικές ίνες αποτε-
λούν ένα εξελιγμένο είδος γυάλινων, οπτι-
κών καλωδίων, των οποίων το μήκος δια-
τρέχουν μικροσκοπικά κανάλια διαμέτρου
μερικών εκατομμυριοστών του μέτρου και
τα οποία κανάλια μπορούν να διηθηθούν
με υγρά και αέρια υλικά, αλληλεπιδρώντας
άμεσα με το φως το οποίο διαδίδεται μέσα
σε αυτές. Το πεδίο των μικροδομημένων
οπτικών ινών έχει αναδυθεί τα τελευταία 15
χρόνια, ως ένα από τα σημαντικότερα πεδία
της Φωτονικής Επιστήμης και Τεχνολογίας,
προσφέροντας λύσεις σε προβλήματα μετα-
φοράς και διαχείρισης οπτικής πληροφορί-
ας, βιο-αισθητήρων και πηγών λέιζερ υψη-
λής ισχύος.
Αντίστοιχα, η τεχνολογία των μαγνητορευ-
στών αφορά σε σύνθετα, αδιαφανή υγρά
τα οποία εμπεριέχουν μαγνητικά νανο-
σωματίδια, με εφαρμογές στη διαστημική και
αμυντική τεχνολογία, στα συστήματα ήχου,
όπως επίσης στον διαχωρισμό βιο-υλικών
και στην ανίχνευση πρωτεϊνών και ιών. Τα
μαγνητορευστά υπό την επίδραση μαγνητι-
κού πεδίου, αποκτούν το σχήμα του εφαρμο-
ζόμενου πεδίου και συμπεριφέρονται σχε-
δόν σαν στερεά υλικά, επιτρέποντας την εύ-
κολη μετακίνηση και οπτική διαχείριση
τους.
Η ερευνητική ομάδα του Σταύρου
Πισσαδάκη συνδύασε τα πλεο-
νεκτήματα των δύο παραπάνω
"ασύμβατων" τεχνολογιών αιχ-
μής για να αναπτύξει υβριδικές
μικρο-φωτονικές διατάξεις, οι
οποίες επιδεικνύουν νέες
δυνατότητες ανίχνευσης
και αλληλεπίδρασης του
μαγνητικού πεδίου με το
φως, εντός μίας μικρο-
δομημένης οπτικής ίνας
με διάμετρο διπλάσια από
ότι μία ανθρώπινη τρίχα.
Η μικροδομημένη οπτική ίνα,
η οποία χρησιμοποιήθηκε στα εν
λόγω πειράματα, σχεδιάστηκε και
κατασκευάστηκε από την ερευνητι-
κή ομάδα του Δρ Walter Margulis από το
ερευνητικό ίδρυμα ACREO της Σουηδίας. Η
αλληλεπίδραση των μαγνητορευστών με το
φως το οποίο διαδίδεται μέσα στις μικροδο-
μημένες οπτικές ίνες οδήγησε στην πραγμά-
τωση νέων διατάξεων αισθητήρων με μονα-
δικές ικανότητες ανίχνευσης μαγνητικού πε-
δίου, όπως επίσης κίνησης και ροής υγρών
σε μικροσκοπικό επίπεδο.
Η ερευνητική ομάδα του ΙΤΕ έχει ήδη ανα-
πτύξει και εξελίξει διατάξεις ευαίσθητων μι-
κρο-αισθητήρων οι οποίοι μπορούν να χρη-
σιμοποιηθούν σε μαγνητόμετρα δορυφό-
ρων, σε μετασχηματιστές ρεύματος μεγά-
λης ισχύος και στην παρακολούθηση μαγνη-
τικών βαλβίδων και relay. Πρόσφατα, αξιο-
ποιώντας τις δυνατότητες της συγκεκριμέ-
νης τεχνολογίας, οι A. Candiani και Σ. Πισ-
σαδάκης ανέπτυξαν, σε εργαστηριακό επίπε-
δο, έναν νέου τύπου αισθητήρα πίεσης και
διάτμησης, ευρείας δυναμικής περιοχής, με
άμεση εφαρμογή στην ανίχνευση καταπονή-
σεων δερματικού ιστού σε τεχνητά ανθρώπι-
να μέλη και σε κλίνες αποκατάστασης εξελ-
κώσεων κατάκλισης.
Η ομάδα εργάζεται σήμερα για την ανά-
πτυξη συστημάτων ολοκληρωμένων αι-
σθητήρων, εδραιώνοντας το πρωτόκολλο
σχεδιασμού "Εργαστήριο-εντός-της-ίνας"
(Lab-in-fibre), συμπτύσσοντας βιοχημι-
κές μετρήσεις σε μικροσκοπικό επίπεδο.
Σε ένα τέτοιο πρωτόκολλο θα χρησιμοποι-
ούνται βιο-τροποποιημένα, μαγνητορευστά
για την ανίχνευση μικροβίων και ιών ακόμα
και σε δείγματα όγκου λίγων νανο-λίτρων,
διευρύνοντας τις πιθανές εφαρμογές της
τεχνολογίας των Μαγνητο-ευαίσθητων
Φωτονικών Διατάξεων Μικροδομημένων
Οπτικών Ινών σε δύσκολα προβλήματα, τε-
χνολογικής αιχμής στους τομείς της Ιατρι-
κής, Ιατροδικαστικής, και Ασφάλειας.
Περισσότερες πληροφορίες παρέχονται από
το Εργαστήριο Φωτονικών Υλικών και Δι-
ατάξεων, ΙΗΔΛ-ΙΤΕ (Σταύρος Πισσαδάκης,
Ερευνητής Β’ Βαθμίδας, τηλ.: 2810391348,
e-mail: pissas@iesl.forth.gr).
Νέοι
φωτονικοί αισθητήρες
στην ανίχνευση
μαγνητικών πεδίων από το ΙΤΕ
info
Εργαστήριο Φωτονικών Υλικών και Διατάξεων, ΙΗΔΛ-ΙΤΕ
http://www.iesl.forth.gr/users/pmdl
Optical Society of America (OSA)
http://www.osa.org/