İnsan kulağının duyma eşiğinin bir milyon kat daha sönük sesleri algılayabilen dünyanın ilk nano-kulakları yapıldı. Bu yeni cihazlarla bakterilerin, mikro ve nano ölçekteki objelerin yaydığı ses dalgalarını tespit etmek mümkün olabilir.

Petri kabında çoğalan bakteri kolonilerini duyanınız oldu mu? Almanya LMU den araştırmacılar, Physical Review letter’ ın ocak sayısında yayınladıkları çalışmada; çok düşük seviyedeki sesleri algılayabilen yüksek hassasiyete sahip dünyanın en küçük kulaklarını oluşturan cihazı tanımladılar. Ekip, odaklanmış lazer ışınına sıkışmış altın partikülleri yüzey üzerinde dolaştırarak yakında bulunan nanopartiküllerin ses titreşimlerini kaydetmeyi başardılar. Ayrıca, bu çalışmada seslerin nereden geldiği de belirlenebiliniyor. Araştırmacılara göre bu nano-kulaklar -60 desibel kadar olan sesleri duyabiliyor. Buda bir insan kulağının duyabileceği ses den bir milyon kat daha düşük sesleri duyma olanağı veriyor.

Optik cımbızlar, küçük nesneleri yakalamak için optik mikroskoplarca odaklanmış kızılötesi lazerlerdir. Bunlar hücre, metal parçacıklar, DNA ve birçok çalışmada kullanılmaktadır. Araştırmacılar lazer ışınlarının yüzey üzerindeki hareketini kullanarak küçük nesnelerini yerinden taşıyabilir ve yeninden işleyebilirler. Makalenin başyazarı Alexander Ohlinger, ses dalgaları gibi bazı faktörlerin bu hareketi bozmasının sonuçlarını merak ettiklerini ve eğer bu bozulmaları denetleyebilirlerse optik cımbızları bir mikrofon gibi kullanabileceklerini belirtiyor.

Ohlinger ve çalışma arkadaşları bu teorilerini iki deney ile test ettiler. İlk olarak, çok yüksek bir ses kaynağına sıkıştırılmış parçacıkların verdiği tepki gözlemlendi. Sonra, yukarıdaki resimde de gösterildiği gibi lazer ile ısıtılmış altın nanopartiküllerin çok zayıf sese sahip titreşimleri tespit edildi. Her iki durumda da ses dalgaları doğru tespit edildi.

Ohlinger, bu çalışmalarının “Akustik mikroskop” adı altında başlı başına bir alanın açılmasını sağlayacağını ve optik cımbızlar ile bakterileri, virüsleri hatta DNA replikasyonu ve mitoz bölünme gibi hücresel işlemlerinin bilim insanlarınca duyabileceğini ön görüyor.

Çalışma içerisinde bulunmayan Lene Oddershede, nano-kulakların biyolojik sistemleri uygulamasına geçilmeden önce nano seviyede son derece fazla olacak olan arka plandaki seslerin ayıklanması konusunda tekniğin geliştirilmesi yönünde fikir belirtmekte. Bunun başarılabileceği yönünde inancının tam olduğunu da Oddershede belirtmektedir.

Ohlinger, nano-kulakları farklı sistemler içinde de kullanabilmek yönünde çalışmalar yapıldığını ve bu konuda gelişmeler olacağını ön görmekte. Ayrıca, bu cihazların biyoloji de kullanım veriminin artırılması yönünde çalışmalar devam etmekte.

Son zamanlarda, ses odaklı hastalık teşhislerinin çok yoğun çalışıldığı ve bu konuda gittikçe artan yayınları göz önünde bulundurduğumuzda yakın bir gelecekte hastalık teşhislerinin ve iyileşme sürecinin nefes alıp vermemizden bile tespit edilebileceğini ön görebiliriz.