微型量子點光譜儀問世
- 發佈時間：2015-07-03 01:31:09 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京7月2日電 （記者張夢然）化學家們日前的一項成就，為製造更高性能的光譜儀鋪平了道路，而這種光譜儀將比手機照相機鏡頭的圖像感測器還要微型。1日出版的英國《自然》雜誌上的一篇論文，詳細描述了一種微型量子點光譜儀，其未來應用包括太空探索、個性化醫療、微流控晶片實驗室診斷平臺等。
光譜儀作為一種分析儀器，幾乎在每個科學領域都會用到，尤其在物理、化學和生物學研究中必不可少。這類設備通常體積過大以致于難以移動。科學家長期致力於讓光譜儀小型化、成本低廉且易於使用，以便增加它們的使用範圍。但一直以來，相關努力都不是很成功。
據美國麻省理工學院官方網站消息，此次，前麻省理工學院博士後、中國清華大學的鮑捷以及麻省理工學院化學教授莫吉·巴旺迪提出，現有微型光譜儀的設計局限可以用膠體量子點克服，量子點是高度可調控的、微型的並且對光敏感的半導體晶體，使用量子點可以在減小光譜儀體積的同時不影響它的解析度、使用範圍和效率。
研究人員展示了一個用195個不同的量子點做成的光譜儀，其每一個量子點都對特定光譜範圍敏感，可以過濾各種波長的光並檢測到非常小的光譜移位。美國加州大學伯克利分校物理學副教授王鋒（音）認為，這個堪稱“美麗”的方式，利用半導體量子點微型光譜儀來控制光吸收，該設備體積之小、性能之高，在以前還從未實現過。
論文作者們表示，這一系統兼具了高性能和簡潔性，容易製造並有進一步小型化的可能，所以將會在很大程度上有利於那些需要縮小尺寸、重量、成本和複雜性的應用。其與小型設備結合後，可用於診斷皮膚狀況或分析尿液樣本，甚至用於追蹤生命體徵諸如脈搏和血氧水準等。與此同時，這一研究也代表了量子點的新應用，這種奈米結構材料現主要適用於標記細胞和生物分子，在電腦及電視顯示屏領域也大有用武之地。
總編輯圈點
量子點這種發現于上世紀80年代的奈米晶體，吸收性能眾所週知並且非常穩定。現在利用量子點固有的性質打造出新型光譜儀的優點，甚至足夠小到可以在智慧手機中運作，使得一個以往笨重的實驗設備輕鬆走入日常生活。受益的，不僅僅是科學家們研究原子能量水準、分析生物組織樣品，更多的行業都可隨時利用光譜儀，譬如檢測環境污染、判斷食品安全等等。
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