Gli scienziati del Tokyo Institute of Technology hanno sviluppato un dispositivo di scansione terahertz portatile e indossabile che utilizza array di nanotubi di carbonio per l'ispezione non invasiva di oggetti tridimensionali senza richiedere componenti ottici periferici ingombranti. Si prevede che il dispositivo avrà un'ampia gamma di applicazioni, comprese le ispezioni non invasive di apparecchiature mediche e per la somministrazione di farmaci come siringhe, così come l'imaging delle cellule tumorali, coaguli di sangue, ghiandole sudoripare e denti. I risultati sono pubblicati in Fotonica della natura , novembre 2016.

I dispositivi di imaging basati su onde terahertz sono promettenti per l'ispezione non invasiva di oggetti solidi e tessuti molli del corpo umano. Però, Le onde terahertz hanno difficoltà nell'imaging e nella riproduzione dei contorni curvi degli oggetti tridimensionali. Per di più, i dispositivi terahertz attualmente utilizzati per le scansioni di tutto il corpo negli aeroporti devono ruotare di 360 gradi attorno al corpo umano, e sono quindi grandi, ingombrante, e non portatile. Inoltre, i materiali utilizzati per fabbricare i sistemi terahertz convenzionali non sono flessibili, e i rilevatori a terahertz devono essere raffreddati per ottenere un'elevata sensibilità di rilevamento.

Perciò, ricercatori cercano sistemi di imaging terahertz che siano portatili, flessibile, e funzionare in modo efficiente a temperatura ambiente. Per affrontare queste sfide, Yukio Kawano e colleghi del Laboratorio per la futura ricerca interdisciplinare di scienza e tecnologia, Istituto di tecnologia di Tokyo, hanno dimostrato un dispositivo di imaging terahertz fabbricato con matrici di nanotubi di carbonio (CNT). In particolare, I CNT sono stati precedentemente utilizzati per la fabbricazione di fotorivelatori che operano nel visibile, infrarossi, e terahertz regioni dello spettro elettromagnetico.

Il team di Tokyo Tech ha fabbricato un flessibile, scanner terahertz a banda larga integrando 23 elementi del rivelatore CNT in un singolo array. La resistenza meccanica della pellicola CNT utilizzata nel rivelatore potrebbe essere facilmente piegata su un'ampia gamma di angoli, a differenza dei materiali semiconduttori convenzionali che sono fragili e si rompono sotto stress. È importante sottolineare che i film CNT assorbono anche le radiazioni elettromagnetiche su un'ampia gamma di terahertz, che elimina la necessità di antenne planari per scansionare oggetti. Lo scanner terahertz sviluppato da Kawano e dal suo team è stato utilizzato con successo per l'imaging attivo di campioni piatti e curvi; scansione multiview di campioni cilindrici; e l'imaging indossabile passivo di una mano umana.

Nel futuro, il team di ricerca si aspetta che le applicazioni del loro scanner terahertz miglioreranno la capacità di ispezioni non invasive nei prodotti farmaceutici, controllo della qualità degli alimenti, e monitoraggio medico. Queste applicazioni sono possibili perché lo scanner terahertz è indossabile, portatile, e può scansionare oggetti 3D senza richiedere ottiche o apparecchiature complesse.