Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Смартфоны смогут распознавать состав продуктов и крови — учёные создали крошечный, но точный спектральный датчик
01.08.2025 [10:08],
Геннадий Детинич
Исследователи из Университета штата Северная Каролина (North Carolina State University) разработали крошечный спектральный датчик, который в перспективе может наделить обычные смартфоны возможностями анализаторов научного уровня. С таким смартфоном каждый сможет легко и просто узнать точный молекулярный состав продуктов, окружающей среды и собственных анализов без похода в больницу, что способно изменить множество аспектов повседневной жизни. 
Прототип датчика для карманного спектрометра. Источник изображения: North Carolina State University Это не первая такая разработка, но в этот раз учёные обещают оптимальное сочетание характеристик и возможностей мини-спектрометра, который они называют «однопиксельным». Предыдущие попытки создать миниатюрные и чувствительные к спектрам фотодетекторы основывались на сложной оптике, использовании высокого напряжения или не были столь чувствительны к такому широкому диапазону длин волн. Новый детектор лишён перечисленных выше ограничений и способен стать основой встраиваемых в смартфоны спектрометров лабораторного класса. «Спектрометры — важнейшие инструменты, которые помогают нам понять химические и физические свойства различных материалов на основе того, как меняется свет при взаимодействии с этими материалами, — говорит Брендан О’Коннор (Brendan O’Connor), автор статьи об этой работе и профессор машиностроения и аэрокосмической инженерии в Университете штата Северная Каролина. — Они используются в самых разных областях — от производства до биомедицинской диагностики. Однако самые маленькие спектрометры на рынке всё ещё довольно громоздкие». Созданный учёными детектор чувствителен к длинам световых волн от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, включая, конечно же, видимый свет. Причём эта чувствительность регулируется простым изменением напряжения на детекторе. Весь доступный датчику спектральный диапазон проходит примерно за одну миллисекунду. Снятие спектра будет мгновенным для пользователя: взял капельку крови из пальца и тут же получил её развёрнутый анализ. Все расчёты будет делать приложение, пользователю будет предоставлен отчёт в понятном каждому виде. «Мы создали спектрометр, который работает быстро, при низком напряжении и чувствителен к широкому спектру света, — говорит О’Коннор. — Наш демонстрационный прототип занимает всего несколько квадратных миллиметров — он поместится в вашем телефоне. При желании его можно сделать размером с пиксель». В случае успеха это революционное устройство заменит громоздкие традиционные спектрометры и если оно появится в смартфонах, то предоставит любому желающему мощные инструменты для анализа материалов, биомедицинской диагностики и многого другого — прямо у вас в кармане. Учёные из США превратили обычный смартфон в рамановский спектрометр
17.07.2024 [14:30],
Геннадий Детинич
Изобретение учёных из Техасского университета позволит превратить любой смартфон в прибор для точного анализа молекулярного состава продуктов питания, веществ, лекарств и биопрепаратов. Это революционизирует множество отраслей и даже жизнь обычных граждан. Поход в лес за грибами перестанет быть русской рулеткой — карманный спектрометр всё разложит по полочкам. 
Источник изображения: Texas A&M University Engineering Патент на изобретение принадлежит профессору кафедры электротехники и вычислительной техники Техасского университета A & M, доктору Питеру Рентцепису (Peter Rentzepis). Вместе с младшими коллегами он разработал компактную установку по превращению смартфона в рамановский спектрометр. Анализируемый образец подсвечивается полупроводниковым лазерным диодом через систему линз, а рассеянный образцом свет проходит сквозь дифракционную решётку и фиксируется камерой смартфона. В этом суть рамановской спектроскопии — в определении пиков и спадов комбинационного рассеивания фонов при освещении образцов. Полученные смартфоном данные сравниваются с базой образцов, в результате чего пользователь получает ответ, образец чего он только что проанализировал. В теории комплект для анализа можно будет носить в кармане, хотя прототип пока далёк от этого и помещается на небольшом участке лабораторного стола. Каждый наверняка найдёт массу применений подобному комплекту от определения качества продуктов до хобби и работы. Поэтому остаётся только пожелать скорейшего воплощения разработки в коммерческое устройство. В Германии изобрели миниатюрный спектрограф с ИИ, который может определять состав текстиля
06.10.2023 [16:44],
Павел Котов
Исследователи из Института фотонных микросистем Фраунгофера разработали миниатюрный спектрограф, способный анализировать текстильные ткани и определять их состав. 
Источник изображения: fraunhofer.de Сканер работает в ближнем инфракрасном диапазоне и анализирует свет, который отражается от волокон ткани — устройство раскладывает его на диапазоны в длинах волн от 950 до 1900 нм, конвертирует результат в электрические сигналы, которые затем при помощи алгоритмов искусственного интеллекта обрабатывает анализатор. Сравнивая результаты с подготовленной базой данных, ИИ-платформа быстро выдаёт ответ, из каких материалов состоит изучаемый фрагмент ткани. Оптическое разрешение составляет 10 нм — это значит, что спектрометру под силу идентификация смешанных тканей, например, сочетаний полиэстера и хлопка, пояснил один из авторов изобретения Генрих Грюгер (Heinrich Grüger). Сканер представляет собой устройство со стороной 10 мм и толщиной 6,5 мм. По мнению разработчиков, оно поможет текстильным предприятиям в сортировке материалов для их более эффективной обработки. Связав такой сканер с камерой мобильного телефона, потребитель получил бы возможность на месте определять, соответствуют ли заявления производителей текстиля действительности. Кроме того, анализатор помог бы выбрать необходимую программу стирки для старой вещи, у которой утеряны бирки. Исследователи говорят, что вместе с цифровыми камерами будут развиваться и спектрометры: характеристики камеры, которая 10 лет назад стоила €500, уступает возможностям модулей на современных телефонах. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
