新型微型传感器能机械测量光线 可用于医学成像

科学家希望该技术用于天文学和医学成像等应用中,以测量长波长的光。传统电子传感器无法准确检测到这些。此外,测辐射热仪能在比此类传感器更高的环境温度下工作。

  据外媒报道,诸如数码相机之类的设备以电子方式测量高能光的水平,对我们大多数人来说已经足够了。但是现在科学家们已经开发出一种机械替代品,可以与几乎所有类型的光一起使用,从而使更广泛的应用成为可能。该设备是由美国俄勒冈大学的一个团队创建的,被称为“石墨烯纳米机械测辐射热计”,有点像一个微型蹦床。

新型微型传感器能机械测量光线 可用于医学成像

石墨烯纳米机械测辐射热计,资料图

  “弹性”部分是一片石墨烯,这是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。它具有很高的导热性,并延伸到已经蚀刻成一块硅片的孔中。整个东西的厚度只有人类头发的十分之一。

  当几乎任何颜色的光入射到石墨烯时,材料都会迅速加热并膨胀,从而导致其振动间距发生变化。这类似于鼓音调取决于鼓膜张力的方式。实际上,通过跟踪石墨烯膜的螺距变化程度-机电“监听”其振动,能够非常精确地确定照射到辐射热计的光量。

新型微型传感器能机械测量光线 可用于医学成像

研发人员,资料图

  现在,科学家希望该技术最终可用于天文学和医学成像等应用中,以测量长波长的光(例如红外光)。传统的电子传感器无法准确地检测到这些。此外,测辐射热仪在比此类传感器更高的环境温度下工作(超过2000oC),因此增加了其可能的用途。

  研究小组负责人Benjamín Alemán教授表示:“我们希望这种设备将帮助科学家解开我们太阳和其他恒星的奥秘,通过更安全的热X射线成像改善医学诊断,并帮助消防员更好地观察大火,从而挽救更多生命。”

  有关该研究的论文最近发表在《自然通讯》杂志上。

  延伸阅读:印度发明高灵敏度传感器 可检测土壤和人体汗液中的锌

  准确测定土壤样品中的锌有助于评估土壤养分,防止肥料过度使用,而检测汗液样品中的锌有助于提示肌肉疲劳的早期发生。近期,印度研究人员制造出一种高灵敏度传感器,可实时检测土壤和人体汗液样本中大范围浓度(0.1至500ppm,1ppm为百万分之一)的锌。

  这种锌检测传感器由印度理工学院孟买分校研究人员发明,它有一个工作电极和一个参考电极,均由涂有碳纳米管的再生纤维素纤维制成。工作电极上涂有一种聚合物离子受体,这种受体只与锌结合。电极上施加固定电压,当锌与碳纳米管上的受体结合时,电流增加,增加的量取决于与电极结合的锌的浓度。

  相关研究成果发表在美国《可持续化学与工程》期刊上。研究人员介绍,已成功使用该传感器测试了不同汗液和土壤样本中的锌含量,目前正与该校电气工程系合作,进一步完善这种传感器,使其更易携带、读数更快捷。此外,研究团队还在研发类似传感器用于检测其他植物营养物质,如钾、氮、磷和钠等。

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