近日,性微型光谱仪问世,体积仅为市面上常规光谱仪的千分之一。这一重大科研成果由、英国、芬兰等国的科研工作者合作完成,并在《科学》杂志发表。这一科研成果有望彻底改变光谱测量技术在生产生活中的应用方式。
那么,光谱仪到底是什么?又有什么用途呢?简而言之,光谱仪是一种可以检测光谱中不同谱线强度的仪器,被广泛应用于探测宇宙星系活动以及生产生活中的各个领域。它通过检测物体发出的光谱信号,可以分析物体的化学成分,从而用于空气污染、食品卫生、农作物生长以及健康状况的检测。这一技术的历史可以追溯到17世纪牛顿发现的色散实验。
传统的光谱仪体积庞大,无法满足日益增长的应用需求。如何让光谱仪变得更小成为科技界的一项挑战。最近的研究突破就在于,研究者们成功地使用了纳米技术制作出了尺寸仅几十微米的微型光谱仪。这种微型光谱仪的核心部件突破了传统光谱仪的局限,不再需要庞大的色散元件,而是直接使用纳米线实现颜色分辨,从而极大地减小了光谱仪的体积。
论文的共同作者之一、上海理工大学副教授谷付星表示,我们的眼睛虽然可以看到物体的色彩,但却无法分辨物质的成分。例如,无法区分外观和味道相似的牛奶中的成分差异。而通过微型光谱仪的光谱分析,我们可以确定牛奶的成分、糖分高低、含水量以及是否含有等有害物质。这种微型光谱仪的应用将极大地提高食品安全检测的效率和准确性。
论文的第一作者、剑桥大学石墨烯中心博士后杨宗银表示,他们团队研制的微型光谱仪与手机摄像系统的兼容性为光谱检测技术在日常生活中的广泛应用奠定了基础。通过手机扫描食物或品,我们可以方便地获取其光谱信息,从而判断食品安全以及品的真伪。他们还设想将这种技术应用于医学领域,对单个细胞进行扫描光谱成像,实时监测健康状况,为癌症等疾病检测提供新的手段。据团队透露,目前该微型光谱仪已在申请专利阶段,未来他们将致力于开发一系列覆盖紫外到的微型光谱仪,预计在未来五年内广泛应用于科研、生产和生活的各个领域。这一技术的出现无疑将为我们的生活带来极大的便利和改变。