科学家研制出可进行红外光谱分析的调谐LED
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据New Atlas报道，红外光谱仪是科学家用来分析样品化学构成的昂贵而强大的仪器，一个新的研究项目展示了这种技术如果被集成在智能手机中会是什么样子。这一突破取决于一个新开发的LED，它可以被调谐以检测不同的气体，并有可能被用于一个紧凑的设备，以检测从变质食物到人造皮革的一切。
这项研究是由美国和澳大利亚的科学家进行的，他们着手开发研究实验室中通常使用的笨重红外光谱仪的更多移动形式。这些仪器的工作原理是用红外辐射照射样品，然后分析所产生的相互作用，这些相互作用因受试物中的分子以及它们吸收、发射和反射光线的方式而不同。
化学家用这种技术来研究新的化合物，或帮助他们合成新的材料。但是，将红外光谱学改编为以更多的移动形式工作，可以开辟一些有趣的可能性，例如检测矿井中的气体泄漏，或防止食物变质。肉类中的细菌在繁殖过程中会产生某些气体，这些气体的水平可以用来指示变质。这项新研究的作者已经向这个未来迈出了有希望的一步。
墨尔本大学教授Kenneth Crozier说：“我们的新技术将一层薄薄的黑磷晶体粘合到一个灵活的、类似塑料的基材上，允许它以不同的方式弯曲，使黑磷发出不同波长的光，基本上创造了一个可调谐的红外LED，可以检测多种材料。这项技术可以集成到智能手机，成为日常使用的一部分。”
这一突破可能标志着这些类型的仪器的重大进步，这些仪器依靠精心建造的多层完美排列的晶体，以理想的方式过滤红外光。相反，该团队的新设计相对简单，只使用单层黑磷来保持灵活性，这使得它的特性可以被改变，并使它产生不同的波长，可以应用于不同的主题。
加州大学伯克利分校的Ali Javey教授说：“黑磷的发射波长随着弯曲而发生的转变确实相当引人注目，使LED能够在整个中红外范围内进行调谐，”他的小组领导这项工作。
科学家们设想，这种可调谐的设备可以部署在冰箱内，并在食物变质时向主人发出通知，或者可以将其应用于智能手机，以帮助购物者区分假皮和真皮。它还可以被集成到消防员和矿工使用的无人机中，从安全距离检测有害气体。
Crozier表示：“我们的红外光电探测器可以集成到相机中，这样我们就可以看着手机屏幕，‘看到’气体泄漏或排放，并能够确定它是哪种气体。”
这项研究发表在《自然》杂志上。
相关链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03701-1
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