Алмазы помогут удешевить магнитно-резонансную томографию

Магнитно-резонансная томография всё больше входит в медицинский «обиход». Но всё-таки как-то медленно входит. Метод у многих на слуху, но вот позволить его себе может далеко не каждый, ибо процедура сия достаточно «элитная». В действительности это не столько прихоть «жадных» медицинских специалистов, сколько естественная проблема. В данном методе используются весьма дорогие и крупные по размерам сверхпроводящие магниты. Этот же недостаток присущ родственному методу – спектроскопии на основе ядерно-магнитного резонанса.

Специалисты из Национальной лаборатории имени Лоуренса и Калифорнийского университета, что в Беркли, уверены, что в скором времени от этих громоздких деталей можно будет отказаться, а значит, и процедура станет существенно дешевле. Это станет возможным благодаря микроскопическим алмазам.

Мельчайшие частицы алмаза оказались способны к гиперполяризации; это процесс, при котором ядра атомов углерода меняют направление момента импульса в одну и ту же сторону. Процесс, протекающий при комнатной температуре, стал возможен потому, что в нескольких местах кристаллической решётки учёные провоцировали дефект – в этих местах атомы углерода заменяли на атомы азота. Такие участки стали называть NV-центрами.

Если через горсть алмазной пыли с такими центрами пропускать свет зелёного лазера и микроволны, а также подносить к ним слабое магнитное поле, то поляризация повышается в сотни раз. Благодаря этому можно получить снимки достаточно хорошего качества. Алмазные частицы при этом должны быть очень маленькими, самый подходящий размер – до 5 микрон. Такая алмазная пыль остаётся после шлифовки крупных бриллиантов, и её нередко просто утилизируют. Так что такое сырьё для медицинских процедур будет довольно дешёвым.

Вначале учёные из физической лаборатории не знали, какое расположение алмазов по отношению друг к другу лучше всего подходит для достижения нужной цели. Внезапно оказалось, что самым подходящим является хаотичное расположение наночастиц.