Диагноз от смартфона: как работает ноу-хау российских ученых
 /  Мурашова Кристина

Российские и швейцарские физики разработали фотонный чип, который способен работать как химическая микролаборатория. В частности, несколько таких чипов можно встроить в смартфоны для определения качества воздуха, которым дышит пользователь, а также состояния его здоровья. О разработке ученых  сообщается в научном журнале Nature Physics.

Свет бегает по кругу

Как рассказал в беседе с журналистом ФБА «Экономика сегодня» доктор физико-математических наук, директор Российского Квантового Центра в Москве и профессор МГУ им. М.В. Ломоносова Михаил Городецкий, технически разработка представляет собой оптический микрорезонатор, изготовленный из очень прозрачного материала, в котором свет «бегает по кругу».

«Такие микрорезонаторы известны достаточно давно, впервые они были представлены на физфаке в Москве. Но в 2007 году обнаружился новый эффект, а именно – их способность образовывать так называемые оптические «гребенки» – спектр, состоящий из сотен или тысяч оптических линий. Это открытие сразу вызвало очень большой интерес, потому что до этого оптическую «гребенку» могли получать только с больших громоздких лазеров, которые произвели революцию в метрологии и в спектроскопии. Для повседневного применения они слишком громоздки и дороги – стоят сотни тысяч долларов. А вот если получить такие «гребенки» на основе микрорезонаторов и сделать их стабильными, то это открывает широкие перспективы. Мы в сотрудничестве со швейцарской группой, которое продолжается уже девять лет, придумали, как сделать такие «гребенки» очень стабильными», – говорит Михаил Городецкий.

По словам ученого, если получить две такие «гребенки» с помощью микрорезонаторов, то можно аналогичную по сути технологию реализовать в очень малом объеме. «Надо сказать, что такой пробный эксперимент уже был проведен. Нас чуть-чуть опередила группа из Калифорнийского технологического института. Но мы тоже сейчас очень к этому близки. Технология двойной «гребенки» действительно работает. Теперь необходимо ее совершенствовать – делать все компактнее и все чувствительнее. Но основы заложены, и направление довольно перспективно», – убежден Михаил Городецкий.

Химическая лаборатория в смартфоне

Фотонный чип может работать как химическая лаборатория, его даже можно встроить в смартфон или любой другой гаджет, благодаря чему пользователь сможет получать информацию о состоянии окружающего воздуха или состоянии своего здоровья.

«Сам чип никакой химический анализ не делает. Он может только помочь сделать спектральный анализ вещества. А уже с помощью спектрального анализа можно идентифицировать органические или неорганические вещества, например, в спектре выдыхаемого воздуха. Для этого нужна очень высокая чувствительность, потому что объемы вещества, которые нужно анализировать, крайне малы. Но такие возможности существуют.

Как говорят медики, анализ выдыхаемого человеком воздуха дает больше информации, чем любые другие медицинские анализы. Поэтому появление устройства, которое могло бы точно выдать вам отличия состава выдыхаемого воздуха от состава вдыхаемого. Сколько метана, сколько этанола и прочее. Эти параметры очень важны, и они свидетельствуют о состоянии различных органов человека. Эти исследования только начинаются, но, говорят, что они чрезвычайно многообещающи», – резюмирует ученый.