Miniatyrenheter som kan utvecklas till säkra, högupplöst bildteknik, med användningar som att hjälpa läkare att identifiera potentiellt dödliga cancerformer och behandla dem tidigt, har skapats i forskning som involverar University of Strathclyde.

Enheterna använder terahertzstrålning, som kan tränga igenom material som plast, trä och skinn. Denna form av strålning, som faller mellan infraröd och mikrovågor i det elektromagnetiska spektrumet, skadar inte levande vävnader som andra former som röntgenstrålar kan.

Enheterna är gjorda av nanotrådar som är 100 gånger tunnare än ett människohår. De skulle kunna användas i nya, säker bildteknik med mycket högre upplösning än nuvarande ultraljudsapparater som används för att upptäcka små tumörer.

Ett team av forskare från Strathclyde's Institute of Photonics, vid universitetets institution för fysik, utvecklat en mycket noggrann mikromonteringsteknik för att möjliggöra konstruktionen av ett 3-D-nät av nanotrådsenheter. Teamet använde ett specialiserat "överföringsutskrift" mikromonteringssystem för att skriva ut nanotrådsstrukturer för halvledar, med nanoskala noggrannhet, i ortogonala mönster på metallantennstrukturer.

Studien, publiceras i tidskriften Vetenskap , är resultatet av ett samarbete mellan Strathclyde, University of Oxford, och Australian National University (ANU), baserat i Canberra.

Professor Martin Dawson, en av Strathclydes ledande forskare i projektet, sa:"Det är mycket spännande att se detta samarbete med våra nära kollegor vid Oxford och ANU publicerat i en så prestigefylld tidskrift som Science. Vi har utvecklat nya funktioner för utskrift av halvledarnanostrukturer och mikrostrukturer på Strathclyde under de senaste åren och, kombinerat med ANU:s ledande förmåga att odla halvledarnanotrådar och Oxfords avancerade ljusdetektionskoncept har detta lett till mycket spännande resultat.

"Det har varit ett nöje att samarbeta med våra kollegor i detta arbete och vi ser fram emot ytterligare spetsresultat från samarbetet."

Dr Antonio Hurtado, en universitetslektor vid Strathclyde's Institute of Photonics, som också är en del av Strathclydes ledande team, sa:"Att bygga THz-detektionssystemen var en stor utmaning som krävde utvecklingen vid Strathclyde av extremt exakta nanotillverkningsprocesser. Dessa gjorde det möjligt för oss att använda halvledarnanotrådarna från ANU som "byggstenar" för deras sekventiella integration i 3-D THz-detektorerna designad i Oxford, samtidigt som den nanometriska noggrannhet som behövs för att montera systemen bibehålls. Det här har varit en fantastisk kombination av förmåga och ett fantastiskt samarbete mellan de olika teamen som är involverade i detta arbete."

Andra terahertz-strålningssystem, som de som används i flygplatssäkerhetsskannrar, baseras på enkel intensitetsdetektion. Dock, förbättrade avbildningstekniker kan implementeras genom att utnyttja det faktum att terahertzstrålning, som alla elektromagnetiska vågor, innehåller polarisationsinformation - riktningen för de elektromagnetiska fälten när de fortplantar sig genom rymden.

Orienteringen av nanotrådarna i enheten gör att terahertzstrålning med olika polarisationer kan mätas oberoende och med tanke på enhetens kompakta yta, banar väg för framtida on-chip bildbehandlingssystem.