Українські вчені розкрили потенціал терагерцевого випромінювання у науці та медицині

Терагерцевий (ТГц) діапазон електромагнітних хвиль стає справжньою науковою revolucією, яка відкриває небачені раніше можливості в різних сферах життя. Українські вчені з НДІ «Оріон» провели фундаментальне дослідження, яке показало унікальні властивості та перспективи використання цього діапазону випромінювання.

Унікальність терагерцевих хвиль полягає в їхній здатності безпечно проникати крізь різні матеріали, майже не завдаючи шкоди живим організмам. На відміну від рентгенівських променів, ТГц-випромінювання має надзвичайно низьку енергію квантів, що робить його безпечним для біологічних систем.

Науковці виділили кілька ключових напрямків застосування терагерцевих хвиль. По-перше, це медична діагностика. Завдяки високій проникній здатності ТГц-випромінювання може створювати об'ємні зображення внутрішніх структур організму, дозволяючи виявляти патології на ранніх стадіях. Особливо перспективним є використання цієї технології в онкології для раннього виявлення пухлин.

Друга важлива сфера — електроніка та telecommunikації. Терагерцевий діапазон розташований між мікрохвильовим та оптичним діапазонами, що робить його унікальним для створення надшвидкісних ліній зв'язку та високоточних систем радіолокації. Вчені розробили генератори та помножувачі частоти, які працюють у діапазоні 100−350 ГГц з потужністю 10−30 Вт.

Важливим напрямком досліджень стало вивчення взаємодії терагерцевих хвиль з біологічними структурами. Науковці виявили, що ці хвилі можуть впливати на клітинному рівні, зокрема на процеси в ДНК та генетичному апараті. Це відкриває нові горизонти для терапевтичного впливу та вивчення механізмів життєдіяльності.

Особливу увагу дослідники приділили створенню джерел та приймачів терагерцевого випромінювання. Вони розробили унікальні напівпровідникові пристрої на основі лавинно-пролітних діодів, які дозволяють генерувати когерентне випромінювання з мінімальними втратами.

Перспективним напрямком є також використання нанотехнологій. Вчені вважають, що поєднання терагерцевих хвиль з наноконтрастними агентами дозволить створити принципово нові методи діагностики та лікування. Зокрема, мова йде про можливість точкового впливу на ракові клітини за допомогою наночастинок.

Важливо підкреслити, що дослідження проводилися в НДІ «Оріон» в Києві, незважаючи на складні умови воєнного часу. Це демонструє високий рівень вітчизняної наукової школи та здатність українських вчених працювати на передовій світової науки.

Подальший розвиток терагерцевих технологій пов'язують з квантовою електронікою та нанотехнологіями. Вчені прогнозують, що в найближчі роки ми станемо свідками революційних змін у медицині, електроніці, telecommunikаціях та інших галузях завдяки унікальним властивостям терагерцевого випромінювання.