Светоанализирующая «лаборатория на чипе» открывает двери для широкого использования портативных спектрометров

Ученые, в том числе исследователь материалов из Орегонского государственного университета, разработали более совершенный инструмент для измерения света, внося свой вклад в область, известную как оптическая спектрометрия, таким образом, чтобы улучшить все, от камер смартфонов до мониторинга окружающей среды. Исследование, опубликованное сегодня в журнале Science, было проведено под руководством финского Университета Аалто и привело к созданию мощного сверхмаленького спектрометра , который умещается на микрочипе и управляется с помощью искусственного интеллекта. В исследовании участвовал сравнительно новый класс сверхтонких материалов, известных как двумерные полупроводники, и результатом стало доказательство концепции спектрометра, который можно было бы легко внедрить в различные технологии, включая платформы для контроля качества, датчики безопасности, биомедицинские устройства. анализаторы и космические телескопы. «Мы продемонстрировали способ создания гораздо более миниатюрных спектрометров, чем те, которые обычно используются сегодня», — сказал Итан Майнот, профессор физики в Колледже наук ОГУ. «Спектрометры измеряют силу света на разных длинах волн и очень полезны во многих отраслях промышленности и во всех областях науки для идентификации образцов и характеристики материалов». По словам Майнота, традиционные спектрометры требуют громоздких оптических и механических компонентов, тогда как новое устройство может поместиться на кончике человеческого волоса. Новое исследование предполагает, что эти компоненты могут быть заменены новыми полупроводниковыми материалами и искусственным интеллектом, что позволит значительно уменьшить размеры спектрометров по сравнению с самыми маленькими, размером с виноградину. «Наш спектрометр не требует сборки отдельных оптических и механических компонентов или конструкции матрицы для рассеивания и фильтрации света», — сказал Хун Хан Юн, который руководил исследованием вместе с коллегой из Университета Аалто Чжипей Сун Юн. «Более того, он может достигать высокого разрешения, сравнимого с настольными системами, но при гораздо меньших размерах». Исследователи говорят, что устройство на 100% электрически управляемо в отношении цветов света, которое оно поглощает, что дает ему огромный потенциал для масштабируемости и широкого использования. «Интеграция его непосредственно в портативные устройства , такие как смартфоны и дроны, может улучшить нашу повседневную жизнь», — сказал Юн. «Представьте, что следующим поколением наших камер для смартфонов могут быть гиперспектральные камеры». Эти гиперспектральные камеры могут захватывать и анализировать информацию не только в видимом диапазоне длин волн, но также позволяют получать и анализировать инфракрасные изображения. «Удивительно, что наш спектрометр открывает возможности для всевозможных новых повседневных гаджетов, а также инструментов для новых научных исследований», — сказал Майнот. В медицине, например, спектрометры уже тестируются на их способность выявлять тонкие изменения в тканях человека, такие как различие между опухолями и здоровыми тканями. Для мониторинга окружающей среды , добавил Майнот, спектрометры могут точно определить, какое загрязнение находится в воздухе, воде или земле, и сколько его там. «Было бы неплохо иметь недорогие портативные спектрометры, которые выполняли бы эту работу за нас», — сказал он. «А в образовательной среде практическое преподавание научных концепций было бы более эффективным с помощью недорогих компактных спектрометров». По словам Майнота, существует множество приложений и для любителей, ориентированных на науку. «Если вы увлекаетесь астрономией, вам может быть интересно измерить спектр света, который вы собираете с помощью своего телескопа, и получить эту информацию для идентификации звезды или планеты», — сказал он. «Если геология — ваше хобби, вы можете идентифицировать драгоценные камни, измеряя спектр света, который они поглощают». Майнот считает, что по мере продвижения работы с двумерными полупроводниками «мы будем быстро открывать новые способы использования их новых оптических и электронных свойств». Исследования 2D-полупроводников всерьез ведутся всего лишь десяток лет, начиная с изучения графена, углерода, расположенного в сотовой решетке толщиной в один атом. «Это действительно захватывающе», — сказал Майнот. «Я верю, что мы продолжим делать интересные прорывы, изучая двумерные полупроводники»....

Светоанализирующая «лаборатория на чипе» открывает двери для широкого использования портативных спектрометров

Сообщает android-robot.com

 

Новость из рубрики:

 

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

 
 

Акустические двери с изоляцией 21:31, 26 Ноя Акустические двери с изоляцией Основные и наиболее важные характеристики акустических дверей Стоит ли покупать акустические двери для дома? Определенно да, если ваше имущество или квартира подвергаются воздействию громких звуков, исходящих из их района. Вы можете заказать и купи...