ПЛАСТИК, ОЩУЩАЮЩИЙ ТЕПЛО
Уж на что привычным материалом кажутся в наше время пластики, и тем не менее химия полимеров продолжает нас удивлять. Не так давно, например, получены полимеры, превращающие тепловое излучение в электрический ток. На основе таких материалов создан пироэлектрический датчик температур. Полимерная пленка толщиной около десяти микрон наносится на небольшое параболическое зеркало. Если нацелить его на какой-нибудь объект, в структуре полимера возникает ток, пропорциональный силе инфракрасного излучения. Электронный блок логики мгновенно переводит результат измерения в градусы. Стоит пластиковый прибор дешевле таких же устройств на кристаллах.
ТЕПЛОКИНО
Тепловизоры уже перестали быть диковинкой, их все шире используют в медицинской практике. Любой живой
организм, в том числе и тело человека, теплее окружающей среды, и он непрерывно излучает поток электромагнитных колебаний в диапазоне инфракрасных волн. Но тепловизоры и раньше фотографировали организм. А что, если снять теплокино, то есть показать изменения температуры тела в динамике?
В Институте радиотехники и электроники АН СССР создана принципиально новая установка, которая позволила проследить за малыми изменениями температуры во времени. Действительно, организм — это нестационарная, постоянно меняющаяся система, и физиологические процессы регулируют эти изменения так, чтобы поддерживать параметры системы, например температуры, в заданных границах. Очевидно, проследив за тем, как меняется температура тела, можно получить информацию о состоянии регуляторных систем организма, что очень важно для медицинской диагностики.
Созданная на базе тепловизора и специализированной ЭВМ новая установка имеет высокую чувствительность — 0,03 градуса и разрешение в доли миллиметра. Оказалось, что для большего контраста изображений лучше всего регистрировать не сами меняющиеся температуры, а изменение их скоростей — регистрировать поле скоростей.
Исследователям удалось снять фильм о том, как постепенно теплеет рука человека, пришедшего с холода, при этом были наглядно продемонстрированы особенности системы терморегуляции.
Ученые записали на магнитную пленку и воспроизвели на видеомагнитофоне динамику меняющейся температуры на лице человека. В области ноздрей температура меняется в ритме дыхания — охлаждение при входе, нагрев на выдохе; перепад температур достигает трех градусов. На щеке, наоборот, нагрев при вдохе, охлаждение при выдохе.
Впервые удалось зарегистрировать изменение потоков тепла, связанное с работой мозга животного. В ответ на раздражение — вспышку света или звуковой сигнал — в мозгу крысы начинается активация процессов тепловыделения, за которой следует депрессия. Разница в температуре теплых и холодных участков составляет десятую долю градуса, но тем не менее она наглядно видна на экране телевизора. На кадрах, которые следуют через 20, 40, 60 секунд после вспышки, видны температурные волны, которые распространяются в виде кольцевого фронта, исходящего из очага возбуждения.
Обычно ответы на раздражение принято регистрировать с помощью техники вживленных микроэлектродов и отведения биопотенциалов. Новая установка имеет неоценимое преимущество-за животным можно наблюдать, находясь от него на значительном расстоянии.
ЛАЗЕРНЫЙ «НЮХ»
"Только одно чувство-обоняние, иными словами, определение и обнаружение небольших примесей органического вещества, у животных более совершенно, чем у существующих приборов. Догнать обоняние собаки — одна из проблем физики будущего" — так сформулировал одну из сложнейших задач науки выдающийся советский ученый академик Петр Леонидович Капица.
За этой задачей стояло не просто стремление превзойти природу. Во многих областях современной техники — в электронике, радиотехнике, химии — требуются вещества уникальной
чистоты: в них на многие миллионы собственных атомов допускается присутствие лишь одного атома примесей. А на другом полюсе задачи проблемы здравоохранения, охраны окружающей среды. Как, например, бороться с ничтожными количествами химических веществ, которые выделяют в воздух и растения, и машины, и строительные материалы? Ведь именно эти вещества нередко срабатывают как спусковой крючок аллергических заболеваний, широко распространенных сейчас на нашей планете.
Путь к решению этой задачи открыл так называемый эффект электронного парамагнитного резонанса-ЭПР. Оказалось, что электронное облако атома изучаемого вещества можно «сплющить», наложив на него сильное магнитное поле. И тогда оно будет поглощать радиоволны только какой-то одной частоты, а другие будут проходить через него беспрепятственно. Иными словами, атомы как бы настраивались на прием определенной волны, как колебательный контур в радиоприемнике…