Profesor Arkadiusz Józefczak z Katedry Akustyki UAM jest współautorem publikacji, która ukazała się na łamach czasopisma „Ultrasonics Sonochemistry”. W pracy opisane zostały badania nad kroplami Pickeringa jako materiałem dźwiękoaktywnym. Uzyskane przez naukowców wyniki mogą wpłynąć na poprawę skuteczności terapii ultradźwiękowych stosowanych w chorobach nowotworowych.
Czasopismo „Ultrasonics Sonochemistry” należy do wiodących międzynarodowych czasopism publikujących prace z zakresu badań nad ultradźwiękami i sonochemią. Publikacja poznańskich akustyków w składzie: prof. Arkadiusz Józefczak, dr Rafał Bielas, mgr Bassam Jameel oraz mgr Yaroslav Harkavyi nosi tytuł „Optimization of ultrasound heating with Pickering droplets using core-shell scattering theory” i dotyczy potencjalnego wykorzystania emulsji Pickeringa w hipertermii, czyli nagrzewaniu ultradźwiękowym, które może mieć działanie terapeutyczne. Emulsja to układ koloidalny dwóch niemieszających się cieczy, w których jedna z faz jest rozproszona w drugiej fazie w postaci kropel. Emulsja Pickeringa zaś to taka emulsja, która stabilizowana jest cząstkami stałymi zgromadzonymi na powierzchni kropelek.
Nagrzewanie tkanek, wywołane przez absorpcję ultradźwięków o częstotliwościach megahercowych, jest jednym z najwcześniejszych zastosowań ultradźwięków w medycynie. Okazuje się, że skuteczność ultradźwięków w terapii hipertermicznej można znacznie poprawić, umieszczając w ogrzewanej tkance materiały dźwiękoaktywne. Mogą one zmaksymalizować efekty nadźwiękawiania, ponieważ znacznie zwiększają tłumienie i rozpraszanie fali ultradźwiękowej. W tym celu można używać różnorodnych materiałów, w tym także nanocząstek magnetycznych i kropel Pickeringa stabilizowanych takimi cząstkami. Właśnie te ostatnie zostały zaproponowane w opisywanej pracy. Przedstawione w niej obliczenia numeryczne, w połączeniu z symulacjami komputerowymi, pozwoliły na optymalizację efektywności nagrzewania ultradźwiękowego w materiałach imitujących miękkie tkanki, wypełnionych emulsjami o różnej wielkości kropel oraz grubości powłoki wokół nich. Pokazano, że parametry te wpływają na tłumienie fal ultradźwiękowych, co skutkuje nie tylko różnym wzrostem temperatury, ale i głębokością wnikania fal ultradźwiękowych.
Czytaj dalej na Uniwersyteckie.pl: Prof. Arkadiusz Józefczak. Poprawić ultradźwięki
fot. Władysław Gardasz