16.03.2018

Изобретен светочувствительный датчик для определения биохимических свойств вещества

Новый датчик состоит из 1-миллиметровой части оптоволокна, которая, сужаясь, привязывается к коническому элементу S-образной формы. Он работает на основе анализа показателя преломления вещества, или рефрактивного индекса, и может измерять такие параметры, как концентрация ионов водорода (pH) или ядовитых веществ.

«Эта недорогая и простая конструкция в девять раз чувствительнее, чем ее оптоволоконные предшественники, и для работы ей нужно совсем незначительное количество образца, – говорит член исследовательской группы из Чанчуньского института оптики, точной механики и физики Чао Чен (Chao Chen). – Мы уверены, что прибор окажется полезным во многих областях, в том числе сможет находить утечки, которые обычно приводят к возгораниям или взрывам на нефтеперерабатывающих заводах».

Чтобы привести сенсор в действие, на волокно направляется белый свет из специального лазерного источника со сверхшироким спектром. Когда свет проходит через конус, часть его вступает во взаимодействие с окружающим веществом, и это приводит к спектральным сдвигам. Полученное излучение отражается от серебряного зеркала на другом конце волокна и затем попадает на оптический спектральный анализатор, который контролирует и записывает все изменения, тем самым определяя биохимические характеристики вещества.

Исследователи погрузили датчик в несколько глицериновых растворов с различной концентрацией при комнатной температуре. Постепенно увеличивая температуру до 100 градусов, они убедились в том, что девайс реагирует на изменение степени насыщенности, но при этом остается «равнодушным» к нагреванию.

Это устройство является улучшенной версией других оптоволоконных сенсоров, но отличается от них тем, что анализирует только отраженный свет, а конус в форме S позволяет уменьшить его чувствительную часть и сделать его такого размера, который не будет превосходить размер кровеносного сосуда.

Изобретатели планируют усовершенствовать датчик, добавив на его поверхность дополнительные элементы, которые будут «связываться» с определенными молекулами и обнаруживать вирусы в крови или молекулы ДНК.

Евгения Чернышёва

Источники:

1. naked-science.ru