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南洋理工科学家研发新设备 可在数秒钟内完成有害气体检测

2019-10-22 16:07:53  来源:cnBeta.COM

通常,如果怀疑给定区域中可能存在有毒的空气传播化学品,分析过程可能需要花费几天的时间。然而现在科学家们开发了一种设备,他们声称该设备可以在10秒内从安全距离分析有害气体。

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该工具是由新加坡南洋理工大学副教授Ling Xing Yi领导的一个团队创建的。

她的灵感来自2017年的一次事件,该事件引起美国各地民众对有关闻到类似煤气味的强烈抱怨。直到几天后,才发现它是由工厂生产的挥发性有机化合物引起的。这种滞后实际上并不罕见,因为通常使用的气相色谱-质谱仪空气分析过程首先需要手动收集空气样品,然后进行基于实验室的实际分析,然后花费数小时到数天不等。

取而代之的是,新设备采用了由多孔金属有机框架纳米材料制成的芯片,该芯片可以捕获该区域内的气体分子。然后,将激光照射到该芯片上,在与气体分子相互作用时产生能量较低的形式的光。当用摄像机分析该光时,会将其独特的光谱特征与已知有毒气体的光谱特征进行比较,从而使用户可以确定附近是否存在这些气体。

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该过程称为拉曼光谱法,通常仅限于固体和液体的测试,因为空气中的化学物质通常被稀释得无法检测到。那就是纳米材料进入的地方,因为它不仅能吸收气体分子,而且其金属纳米颗粒还增强了在这些分子周围产生的光,从而产生了易于读取的信号。

此外,该过程中使用的激光和摄像头目前可以位于距芯片最多10米的位置,并且在将来的版本中该距离可以增加。或者,该芯片可用于收集潜在危险区域中的气体分子,然后在实验室安全中进行分析。

该大学现在正在将该技术商业化。关于这项研究的论文最近发表在《ACS Nano》杂志上。

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