• 科學家開發可調諧紅外LED,能集成到智能手機中

    2021-09-03 10:17:34 26

    據外媒New Atlas報道,紅外光譜儀是科學家用來分析樣品化學構成的昂貴而強大的儀器,一個新的研究項目展示了這種技術如果被集成在智能手機中會是什么樣子。這一突破取決于一個新開發的LED,它可以被調諧以檢測不同的氣體,并有可能被用于一個緊湊的設備,以檢測從變質食物到人造皮革的一切。

    這項研究是由美國和澳大利亞的科學家進行的,他們著手開發研究實驗室中通常使用的笨重紅外光譜儀的更多移動形式。這些儀器的工作原理是用紅外輻射照射樣品,然后分析所產生的相互作用,這些相互作用因受試物中的分子以及它們吸收、發射和反射光線的方式而不同。

    化學家用這種技術來研究新的化合物,或幫助他們合成新的材料。但是,將紅外光譜學改編為以更多的移動形式工作,可以開辟一些有趣的可能性,例如檢測礦井中的氣體泄漏,或防止食物變質。肉類中的細菌在繁殖過程中會產生某些氣體,這些氣體的水平可以用來指示變質。這項新研究的作者已經向這個未來邁出了有希望的一步。

    墨爾本大學教授Kenneth Crozier說:“我們的新技術將一層薄薄的黑磷晶體粘合到一個靈活的、類似塑料的基材上,允許它以不同的方式彎曲,使黑磷發出不同波長的光,基本上創造了一個可調諧的紅外LED,可以檢測多種材料。這項技術可以集成到智能手機,成為日常使用的一部分?!?/p>

    這一突破可能標志著這些類型的儀器的重大進步,這些儀器依靠精心建造的多層完美排列的晶體,以理想的方式過濾紅外光。相反,該團隊的新設計相對簡單,只使用單層黑磷來保持靈活性,這使得它的特性可以被改變,并使它產生不同的波長,可以應用于不同的主題。

    加州大學伯克利分校的Ali Javey教授說:“黑磷的發射波長隨著彎曲而發生的轉變確實相當引人注目,使LED能夠在整個中紅外范圍內進行調諧,”他的小組領導這項工作。

    科學家們設想,這種可調諧的設備可以部署在冰箱內,并在食物變質時向主人發出通知,或者可以將其應用于智能手機,以幫助購物者區分假皮和真皮。它還可以被集成到消防員和礦工使用的無人機中,從安全距離檢測有害氣體。

    Crozier表示:“我們的紅外光電探測器可以集成到相機中,這樣我們就可以看著手機屏幕,‘看到’氣體泄漏或排放,并能夠確定它是哪種氣體?!边@項研究發表在《自然》雜志上。


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