通常,如果懷疑給定區域中可能存在有毒的空氣傳播化學品,分析過程可能需要花費幾天的時間。然而現在科學家們開發了一種設備,他們聲稱該設備可以在 10 秒內從安全距離分析有害氣體。
該工具是由新加坡南洋理工大學副教授 Ling Xing Yi 領導的一個團隊創建的。她的靈感來自 2017 年的一次事件,該事件引起美國各地民衆對有關聞到類似煤氣味的強烈抱怨。直到幾天後,才發現它是由工廠生産的揮發性有機化合物引起的。這種滯後實際上並不罕見,因爲通常使用的氣相色譜–質譜儀空氣分析過程首先需要手動收集空氣樣品,然後進行基于實驗室的實際分析,然後花費數小時到數天不等。取而代之的是,新設備采用了由多孔金屬有機框架納米材料制成的芯片,該芯片可以捕獲該區域內的氣體分子。然後,將激光照射到該芯片上,在與氣體分子相互作用時産生能量較低的形式的光。當用攝像機分析該光時,會將其獨特的光譜特征與已知有毒氣體的光譜特征進行比較,從而使用戶可以確定附近是否存在這些氣體。
該過程稱爲拉曼光譜法,通常僅限于固體和液體的測試,因爲空氣中的化學物質通常被稀釋得無法檢測到。那就是納米材料進入的地方,因爲它不僅能吸收氣體分子,而且其金屬納米顆粒還增強了在這些分子周圍産生的光,從而産生了易于讀取的信號。
此外,該過程中使用的激光和攝像頭目前可以位于距芯片最多 10 米的位置,並且在將來的版本中該距離可以增加。或者,該芯片可用于收集潛在危險區域中的氣體分子,然後在實驗室安全中進行分析。
該大學現在正在將該技術商業化。關于這項研究的論文最近發表在《ACS Nano》雜志上。
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