Российские ученые научились считать микрочастицы с помощью голографии

МОСКВА, 19 апреля. /ТАСС/. Оптики из Университета ИТМО разработали экспресс-метод, позволяющий с помощью голографии оценить концентрацию и распределение частиц в прозрачной среде. Об этом в среду сообщила пресс-служба организации. Метод пригодится в инженерных устройствах для мониторинга металлической стружки в машинном масле, при изучении планктона в воде или отслеживании вирусов в живых клетках. Исследование опубликовано в журнале Scientific Re orts. "Наш экспресс-метод дает в реальном времени информацию о средах с любым содержанием частиц и готов для внедрения в производство" - приводятся в пресс-релизе слова Татьяны Вовк, научной сотрудницы кафедры фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО. По словам ученых, существующие методы анализа содержания частиц, например с помощью микроскопа, занимают много времени, а некоторые не справляются с анализом среды, в которой концентрация частиц особенно велика. Поэтому ученые из ИТМО разработали метод для быстрого анализа распределения микроскопических частиц в прозрачных средах, в основе которого лежит технология голографии Габора - самый простой и исторически первый тип голографии. Чтобы понять, как распределены частицы в образце, ученые снимают с него одну цифровую голограмму Габора. Из трехмерного снимка они извлекают два плоских изображения, а затем сравнивают изображения между собой, и, в зависимости от того, насколько они похожи, получают ту или иную зависимость - корреляционную функцию, которую распространяют на весь объем среды. В итоге вычисления занимают всего несколько секунд. Ученые проверили методику, и результаты экспериментов показали, что новый метод позволяет быстро узнать концентрацию частиц в среде, выяснить, как они распределены и насколько прозрачны. Пока ученые показали лишь базовую работоспособность метода, но полагают, что быстрая регистрация частиц будет полезна во многих областях. Например, основанные на данной технологии анализаторы смогут в реальном времени следить за потоками суспензий или аэрозолей и, в частности, определять количество твердых частиц в машинном масле. "Когда детали трутся друг о друга, в смазку попадает металлическая стружка, которая изнашивает механизм. Устройство поможет оценить загрязненность масляного потока, а следовательно, и уровень износа механизма", - добавила Вовк. Не менее интересны биологические применения технологии. По мнению ученых, метод поможет исследовать чистоту озерной и речной воды, определяя в ней степень прозрачности планктона. Эта характеристика, в свою очередь, расскажет об экологии водоема, поскольку оптические свойства микроорганизмов сильно зависят от состояния среды обитания. Кроме того, метод можно использовать для подсчета вирусных частиц в живых клетках.