Вещество мгновенно идентифицирована, используя новые технологии

Ученые Наньянского технологического университета, Сингапуре (NTU Сингапур) разработали устройство, которое может выявлять широкий спектр воздушных газов и химических веществ мгновенно.

Новые устройства-прототипа является портативным и подходит для быстрого развертывания учреждений для выявления ВДВ опасности, например, от крошечных молекул газов, таких как двуокись серы. Также он может определить более сложных молекул, таких как бензол, как известно, вредны для здоровья человека.

Он может обеспечить в режиме реального времени мониторинг качества воздуха, например, во время вспышек мгла, и помочь в обнаружении утечек газа и промышленных загрязнений воздуха.

Разработанный исследовательской группой под руководством доцента Син Линг Йи в школе физико-математических наук, новых технологий сообщалось в прошлом месяце в научном журнале ACS нано.

Современные методы определения газов в воздухе использовать лабораторный метод, называемый газовая хроматография — масс-спектрометрия (ГХ-МС), которая надежна, но требует утомительного сбора образца и занимает от нескольких часов до нескольких дней, чтобы получить результаты анализа проб воздуха.

Чрезвычайные ситуации требуют быстрого и постоянный анализ потенциала загрязнения воздуха, например, после стихийного бедствия, утечки или незаконного сброса токсичных отходов, так что аварийные службы могут принять соответствующие меры.

Как новое устройство работает

Новое устройство использует маленький патч изготовлен из специального пористого и металлических наноматериалов первой ловушкой для молекул газа. Когда лазер светит на несколько метров, свет взаимодействует с молекулами газа, в результате свет более низкой энергии высвобождается. Когда проанализировали, это дает спектроскопический индикация в виде графической диаграммы.

Спектроскопический индикация действует как «химический отпечаток», соответствующий различных химических веществ, присутствующих в патче. Весь процесс занимает около 10 секунд.

Эти химические отпечатки от образца, который ссылается на цифровые библиотеки отпечатки пальцев, чтобы быстро определить, какие химические вещества были обнаружены.

Известный как рамановская спектроскопия, это давно отработанный метод идентификации химических веществ. Как правило, он использовался только на твердых и жидких образцов, поскольку газообразных химических веществ, слишком разбавленный для лазера и детектора, чтобы забрать.

Чтобы преодолеть это ограничение, ДОЦ Проф Линг и ее аспирант господин фан Куанг Чуонг Зья разработали специальную наноструктуру, которая изготовлена из высококачественного пористого синтетического материала, известного как металл-органические структуры, которая активно поглощает и поглощает молекулы из воздуха в ‘клетке’.

Эта наноструктура также содержит металлические наночастицы, которые повышают интенсивность света, окружающих молекул. В результате миллион раз повышение в спектроскопии комбинационного рассеяния сигналов, которая позволяет для идентификации молекул.

ДОЦ Проф Лин сказал Генезис изобретение было вызвано инцидентом в Сингапуре, где появились сообщения о сильной газа запах определенных частях острова в 2017 году. Причина была определена лишь несколько дней спустя, и был проследить, чтобы летучие органические соединения, выделяющиеся на заводах за пределами Сингапура.

Вместе с мужем, д-р Фанг в-Йи, а руководитель проекта и научный сотрудник в Институте исследования материалов и техники (Imre), они концептуально идею определения газов мгновенно на расстоянии.

«Наш прибор может работать удаленно, поэтому операция лазерной камеры и анализа химических веществ может быть сделано безопасно на расстоянии. Это особенно полезно, когда неизвестно, если газы являются опасными для здоровья человека», — объясняет ДОЦ Проф Лин, начальник отдела химии и биологической химии НТУ.

Лазер был испытан в экспериментах на работу на расстояние до 10 метров и может быть проектирован для того, чтобы достичь дальнейшего расстояния. Другой возможный метод заключается в использовании чип для захвата газов, которые впоследствии анализировались с помощью лазера.

Ультра-чувствительный и точный результат

В экспериментах, команда показала, что устройство может идентифицировать ВДВ молекул, таких как полиароматические углеводороды (ПАУ), в том числе нафталина и производных бензола, семья из бесцветной промышленных загрязнителей воздуха как известно, вызывают рак.

Он может обнаружить Пау в частях на миллиард (ppb) в концентрации в атмосфере, а также проведение непрерывного мониторинга концентрации различных газов, как двуокись углерода (СО2) в атмосфере, что может быть полезным применение во многих промышленных установках.

Лазер, используемый в устройстве, имеет энергоемкость 50 miliwatts, более чем в семь раз слабее, чем в других применениях спектроскопии комбинационного рассеяния. Это делает систему более безопасной в эксплуатации и более энергоэффективными.

Через NTUitive, НТУ инноваций и предпринимательства, компания, команда подала заявку на патент и теперь коммерциализации технологий для использования в мониторинге загрязнения, реакция химической катастрофы, а также других промышленных применений.

сделать разницу: спонсорские возможности