- 2024-09-21 14:13:01 64
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以全新方式識(shí)別光 新型有機(jī)薄膜傳感器可用于光源分析和防偽
導(dǎo)讀:光譜儀是可以確定光源的顏色(波長(zhǎng)),在定性、定量、結(jié)構(gòu)分析方面有著優(yōu)越的表現(xiàn)。
“虹”是一種常見的自然現(xiàn)象,在雨后轉(zhuǎn)睛時(shí),陽(yáng)光射到空中接近球型的小雨滴,產(chǎn)生依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色彩譜圖,這便是自然界的“光譜”。目前,光譜學(xué)被認(rèn)為是研究領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域最重要的分析方法之一。
光譜分析方法是基于物質(zhì)與輻射作用時(shí),測(cè)量由物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度,以此來(lái)鑒別物質(zhì)及確定它的化學(xué)組成和相對(duì)含量的方法。隨著光譜學(xué)的不斷發(fā)展,各種新的光譜被發(fā)現(xiàn),不同的光譜分析方法也相繼建立,并出現(xiàn)相應(yīng)的光譜分析儀器。
光譜儀是可以確定光源的顏色(波長(zhǎng)),在定性、定量、結(jié)構(gòu)分析方面有著優(yōu)越的表現(xiàn),并已應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品、化工、醫(yī)藥、環(huán)境、商檢、空間探索等領(lǐng)域。然而,目前的商用光譜儀也仍有著一定的缺陷,即“體型”較大且非常昂貴。
同時(shí),隨著人類對(duì)地球資源、人類生存環(huán)境及地外空間的探索、開發(fā)及利用,對(duì)陸地表層、大氣、海洋以及空間目標(biāo)的探測(cè)與監(jiān)視,科學(xué)家們?cè)絹?lái)越重視對(duì)既具有高空間分辨率,同時(shí)又具有高光譜分辨率的高科技探測(cè)技術(shù)與儀器的研究與開發(fā)。
德累斯頓工業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理研究所(IAP)和德累斯頓應(yīng)用物理與光子材料綜合中心(IAPP)的研究人員與該校物理化學(xué)研究所合作,研制出一種新型有機(jī)薄膜傳感器。該薄膜由長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光(磷光)和短時(shí)間發(fā)光(熒光)的器件組成,它們能以不同方式吸收未知波長(zhǎng)的光,研究人員根據(jù)余輝的強(qiáng)度推斷未知輸入光的波長(zhǎng)。
研究人員利用了發(fā)光材料中激發(fā)態(tài)的基本物理特性,在這樣的系統(tǒng)內(nèi),不同波長(zhǎng)的光激發(fā)出一定比例的長(zhǎng)壽命三重和短壽命單重自旋態(tài),使用光電探測(cè)器識(shí)別自旋比例,就可以識(shí)別出光的波長(zhǎng)。利用這一策略,研究人員實(shí)現(xiàn)了亞納米光譜分辨率,并成功跟蹤了光源的微小波長(zhǎng)變化。
新型有機(jī)薄膜傳感器以全新的方式識(shí)別光的波長(zhǎng),分辨率甚至低于1納米,其作為一款集成組件,在外來(lái)可替代外部光譜儀,用于表征光源。除了表征光源,新型傳感器還可用于防偽。
分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)必然是高靈敏度、高選擇性、快速、自動(dòng),而光譜分析技術(shù)也不斷向這個(gè)趨勢(shì)發(fā)展,以一種飛快的速度推動(dòng)著分析化學(xué)的發(fā)展?,F(xiàn)在,一個(gè)簡(jiǎn)單的光活性膜與光電探測(cè)器結(jié)合就可以形成一個(gè)高分辨率設(shè)備,我們可以期待,光譜儀逐漸克服價(jià)格高昂、“體型”龐大、基體效應(yīng)難以避免等困難,為分析化學(xué)帶來(lái)更為奪目的光彩。
(資料參考來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))
原標(biāo)題:以全新方式識(shí)別光 新型有機(jī)薄膜傳感器可用于光源分析和防偽
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