一種微型量子點(diǎn)光譜儀將面世
科學(xué)家們正在研制一種微型量子點(diǎn)光譜儀，可實(shí)現(xiàn)光譜儀真正小型化，且成本低廉易使用。這種新型儀器可以為譬如檢測(cè)環(huán)境污染、判斷食品**等領(lǐng)域帶來(lái)便利。
化學(xué)家們?nèi)涨暗囊豁?xiàng)成就，為制造更高性能的光譜儀鋪平了道路，而這種光譜儀將比手機(jī)照相機(jī)鏡頭的圖像傳感器還要微型。近期英國(guó)《自然》雜志上的一篇論文，詳細(xì)描述了一種微型量子點(diǎn)光譜儀，其未來(lái)應(yīng)用包括太空探索、個(gè)性化醫(yī)療、微流控芯片實(shí)驗(yàn)室診斷平臺(tái)等。
光譜儀作為一種分析儀器，幾乎在每個(gè)科學(xué)領(lǐng)域都會(huì)用到，尤其在物理、化學(xué)和生物學(xué)研究中必不可少。這類(lèi)設(shè)備通常體積過(guò)大以致于難以移動(dòng)。科學(xué)家長(zhǎng)期致力于讓光譜儀小型化、成本低廉且易于使用，以便增加它們的使用范圍。但一直以來(lái)，相關(guān)努力都不是很成功。
據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院消息，此次，前麻省理工學(xué)院博士后、中國(guó)清華大學(xué)的鮑捷以及麻省理工學(xué)院化學(xué)教授莫吉·巴旺迪提出，現(xiàn)有微型光譜儀的設(shè)計(jì)局限可以用膠體量子點(diǎn)克服，量子點(diǎn)是高度可調(diào)控的、微型的并且對(duì)光敏感的半導(dǎo)體晶體，使用量子點(diǎn)可以在減小光譜儀體積的同時(shí)不影響它的分辨率、使用范圍和效率。
研究人員展示了一個(gè)用195個(gè)不同的量子點(diǎn)做成的光譜儀，其每一個(gè)量子點(diǎn)都對(duì)特定光譜范圍敏感，可以過(guò)濾各種波長(zhǎng)的光并檢測(cè)到非常小的光譜移位。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)副教授王鋒（音）認(rèn)為，這個(gè)堪稱(chēng)“美麗”的方式，利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)微型光譜儀來(lái)控制光吸收，該設(shè)備體積之小、性能之高，在以前還從未實(shí)現(xiàn)過(guò)。
論文作者們表示，這一系統(tǒng)兼具了高性能和簡(jiǎn)潔性，容易制造并有進(jìn)一步小型化的可能，所以將會(huì)在很大程度上有利于那些需要縮小尺寸、重量、成本和復(fù)雜性的應(yīng)用。其與小型設(shè)備結(jié)合后，可用于診斷皮膚狀況或分析尿液樣本，甚至用于追蹤生命體征諸如脈搏和血氧水平等。與此同時(shí)，這一研究也代表了量子點(diǎn)的新應(yīng)用，這種納米結(jié)構(gòu)材料現(xiàn)主要適用于標(biāo)記細(xì)胞和生物分子，在計(jì)算機(jī)及電視顯示屏領(lǐng)域也大有用武之地。
量子點(diǎn)這種發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)80年代的納米晶體，吸收性能眾所周知并且非常穩(wěn)定。現(xiàn)在利用量子點(diǎn)固有的性質(zhì)打造出新型光譜儀的優(yōu)點(diǎn)，甚至足夠小到可以在智能手機(jī)中運(yùn)行，使得一個(gè)以往笨重的實(shí)驗(yàn)設(shè)備輕松走入日常生活。受益的，不僅僅是科學(xué)家們研究原子能量水平、分析生物組織樣品，更多的行業(yè)都可隨時(shí)利用光譜儀，譬如檢測(cè)環(huán)境污染、判斷食品**等等。
