Naukowcy z Cambridge stworzyli spektrometr optyczny za 10 dolarów — ScienceDaily
Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge oraz startupu GlitterinTech opracowali kompaktowy spektrometr optyczny o szacunkowym koszcie 10 dolarów. Urządzenie o rozmiarze kilku centymetrów może zostać zintegrowane z przenośną elektroniką i urządzeniami ubieralnymi do monitorowania zdrowia, informuje ScienceDaily.
Spektrometry analizują światło, aby uzyskać informacje o substancjach, z którymi ono oddziałuje. Są stosowane w medycynie, produkcji, analizie chemicznej i badaniach środowiskowych. Zwykle zmniejszaniu takich urządzeń towarzyszy utrata dokładności, rozdzielczości lub zakresu pomiarowego.
Inna zasada analizy światła
Nowe urządzenie należy do tak zwanych spektrometrów konwolucyjnych. Jego działanie opiera się na twierdzeniu o splocie: komponenty optyczne o powtarzających się charakterystykach spektralnych umieszcza się kolejno, a uzyskane dane przetwarza się za pomocą szybkiej transformaty Fouriera. Według twórców pozwala to zmniejszyć zakres obliczeń, zwiększyć odporność na szum i szybko odtwarzać widmo światła.
Urządzenie wykonano na fotonicznej platformie z azotku krzemu i połączono ze zintegrowaną elektroniką. Działa ono w bliskiej podczerwieni w zakresie od 1200 do 1700 nanometrów i może zbierać oraz przetwarzać pomiary w czasie krótszym niż sekunda. Podczas testów spektrometr pracował również stabilnie w temperaturach od −20°C do 80°C.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Testy na żywności i biomarkerach
W testach klasyfikacji tworzyw sztucznych, produktów farmaceutycznych, kawy, mąki i herbaty urządzenie osiągnęło wynik 100%. Mierzyło także stężenia w roztworach wodnych i organicznych z dokładnością około 0,01%, co w opisanych eksperymentach przewyższało wyniki komercyjnych spektrometrów stołowych.
W warunkach mających odtwarzać środowisko fizjologiczne sensor mierzył wilgotność skóry, poziom alkoholu we krwi, mleczanu i glukozy. Badacze zademonstrowali także nieinwazyjne śledzenie poziomu glukozy przez dłuższy czas u jednego uczestnika. Jednocześnie potrzebne są dalsze testy, aby przekształcić tę technologię w produkt medyczny.
Twórcy rozważają zastosowanie sensora do kontroli składu materiałów w przemyśle, sprawdzania świeżości żywności, identyfikacji substancji i monitorowania środowiska.
