• 产品名称:我科学家研制出微型量子点光谱仪
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  • 发布时间: 2021-08-23
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  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  日前,清华大学电子工程系鲍捷研究小组首次利用量子点纳米材料阵列,成功研制出高性能微型“量子点光谱仪”。7月2日出版的《自然》杂志刊登了这项研究成果。该研究不仅革新了光谱仪的制作原理,还拓展了光谱仪的应用前景,成果有望贯通创新链和产业链。

  光谱仪能抓取物质光信息和分析检测物质中的元素,在科研、食药和医学检测等领域应用广泛。鲍捷告诉《中国科学报》记者,目前大多数微型光谱仪仍利用光的干涉原理,用光栅将复杂的光分解为光谱线。但这限制了光谱仪的效率、分辨率和光谱范围。2012年起,鲍捷开始在美国麻省理工学院教授Moungi G. Bawendi研究组中尝试研发基于量子点的新型光谱仪。

  量子点又称为“纳米晶”,粒径一般介于1到10纳米之间。由于其发射光谱可通过改变量子点的尺寸来控制,通过改变量子点的尺寸和化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。基于这一特点,鲍捷用量子点替代光栅作为新光谱仪的光谱分析器件,并利用195种胶体量子点纳米材料和一个普通数码相机所用的图像传感器制成了新型微型光谱仪,能够检测小到1纳米的光谱位移。

  此外,鲍捷介绍,基于波长复用原理的胶体量子点光谱仪不再单独测量不同波长的光谱,而是用量子点滤光器和检测器同时测量多个光谱波段,这也是国际上首次将胶体量子点纳米材料用于制作微型光谱仪的报道。

  在现有条件下,这种微型光谱仪最小能达到约1立方毫米。“植入智能手机后,通过摄像头便可进行食品药品、个人健康、环境污染等检测,使专业的化学检测走向日常生活。”鲍捷说,“它可以附于体表,甚至可能植入人体内,进行各项健康指标的检测。”

  日前,清华大学电子工程系鲍捷研究小组首次利用量子点纳米材料阵列,成功研制出高性能微型“量子点光谱仪”。7月2日出版的《自然》杂志刊登了这项研究成果。该研究不仅革新了光谱仪的制作原理,还拓展了光谱仪的应用前景,成果有望贯通创新链和产业链。

  光谱仪能抓取物质光信息和分析检测物质中的元素,在科研、食药和医学检测等领域应用广泛。鲍捷告诉《中国科学报》记者,目前大多数微型光谱仪仍利用光的干涉原理,用光栅将复杂的光分解为光谱线。但这限制了光谱仪的效率、分辨率和光谱范围。2012年起,鲍捷开始在美国麻省理工学院教授Moungi G. Bawendi研究组中尝试研发基于量子点的新型光谱仪。

  量子点又称为“纳米晶”,粒径一般介于1到10纳米之间。由于其发射光谱可通过改变量子点的尺寸来控制,通过改变量子点的尺寸和化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。基于这一特点,鲍捷用量子点替代光栅作为新光谱仪的光谱分析器件,并利用195种胶体量子点纳米材料和一个普通数码相机所用的图像传感器制成了新型微型光谱仪,能够检测小到1纳米的光谱位移。

  此外,鲍捷介绍,基于波长复用原理的胶体量子点光谱仪不再单独测量不同波长的光谱,而是用量子点滤光器和检测器同时测量多个光谱波段,这也是国际上首次将胶体量子点纳米材料用于制作微型光谱仪的报道。

  在现有条件下,这种微型光谱仪最小能达到约1立方毫米。“植入智能手机后,通过摄像头便可进行食品药品、个人健康、环境污染等检测,使专业的化学检测走向日常生活。”鲍捷说,“它可以附于体表,甚至可能植入人体内,进行各项健康指标的检测。”

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