图为超表面与气体分子相互作用示意图(来源:SUTD)
中红外波段是电磁光谱中有趣的部分,它由人眼无法看到的颜色组成的。许多化学分子在红外光照射时会产生共振。这种红外共振可以用来识别分子或采集分子的“指纹”特征图谱。因此,红外波段对大气污染监测、爆炸物和麻醉毒品的检测、食品质量检测等一系列应用都很有帮助。然而,红外光学组件体积往往比较大,且价格昂贵、不可调谐。
据麦姆斯咨询报道,来自新加坡科技与设计大学(Singapore University of Technology and Design,SUTD)与大连理工大学(DUT)、新加坡同步辐射光源(SSLS)的研究者们联合研究,证明了常见于数据存储设备的可调相变材料,可用于调谐微尺寸红外透射“超表面”滤光器的响应。滤光器可在中红外光谱的宽波段上进行调谐,在该波段中许多污染气体会产生振动。
SUTD的首席研究员、助理教授Robert Simpson说:“这些红外滤光器非常小,甚至可以集成到智能手机中。帮助用户实现多种测量应用,例如,测量用来炸食物的油的质量、呼吸的空气质量,或者通过测量从人体排出的体液来检查身体健康状况”。
这项研究成果发表于《Advanced Optical Materials》期刊,该期刊以发表突破性跨学科研究而闻名,其关注的研究领域是光物质的相互作用。
近红外光谱仪从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。滤光片型主要作专用分析仪器,如粮食水分测定仪。 近红外光谱仪的操作步骤如下: (1)将烟叶样品全部经60目旋风磨处理,待测: (2)开机(要求在18—24℃范围内启动),持续预热1.5小时; (3)扫描背景,一般要求四次样品扫一次背景。在环境要求变化不大时可适当放宽要求; (4)用烧杯量取待测样品约75ml(仅对粉末而言)放入样品杯,样品装填均匀,用压紧器(可做成铜块)压紧样品,要求底部没有裂缝。 (5)将样品杯放入样品室,开始扫描; (6)扫描结束后,取出样品杯,清扫样品; (7)重新装样,进行第二个样品的扫描; (8)样品全部扫描结束后,分析结果。 试样测试完成后,首先应退出FT-IR软件,关闭电脑,最后关闭主机电源。 近红外光谱仪仪器使用的注意事项: A 、保持室内环境相对湿度在50%以下。KBr窗片和分束器很容易吸潮,为防止潮解,务必保持室内干燥。同时操作的人员不宜太多,以防人呼出的水气和CO2影响仪器的工作。 B 、维持室内温度相对稳定。温差变化太大,也容易造成水气在窗片上凝结。 C 、如果条件允许,建议定期对仪器用N2进行吹扫。 D 、尽量不要搬动仪器,防止精密仪器的剧烈震动。
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