【创新连线·俄罗斯】超敏感传感可广泛应用于生


更新时间: 2019-08-04

  俄罗斯国立核研究大学莫斯科工程物理学院、俄罗斯科学院舍米亚金和奥夫钦尼科夫生物有机化学研究所与法国艾克斯—马赛大学、英国曼彻斯特大学的科研人员合作,提出了超敏感传感转换器构想,可能为生物医学和许多其他领域的超敏感控制带来革命。相关研究发表在《先进功能材料》杂志上。

  俄罗斯国立核研究大学莫斯科工程物理学院生物医学工程物理研究所科研负责人安德烈·卡巴申表示,超敏感转换器的独特之处在于可以把光波场集中在最薄的层中,这样就能读出关于其光学性能信息,然后以专门编码光波相位关系的形式在反射或折射的光线中传递信息。

  卡巴申介绍说:“光波场集中、相位信息编码和传输的类似方法,有助于获得系统对超薄层光学特性变化的前所未有的敏感度,其中包括生物传感器表面的2D材料单质层和生物材料分子层。”研究人员称,记录到单质层如此细微效应是前所未有的,这为2D材料研究开辟了全新方向。

  超敏感性的另一个例子是探测抗生素氯霉素的新方法,氯霉素是医学和食品工业中的必需品,控制食品中的氯霉素浓度极为重要,因为超标将引发肿瘤和血管疾病。研究表明,得益于该转换器,抗生素的发现范围至少比用其他方法提高了1000倍。

  这种超敏感传感转换器还可用于其他许多方面,如危险疾病早期诊断、超敏感兴奋剂控制、食品和环境检测等。

  俄罗斯科学院西伯利亚分院的《西伯利亚科学报》发表文章称,研究人员打算使用将在新西伯利亚建造的西伯利亚环形光子源(SKIF)同步加速器研究地球深层过程。

  文章称,分院地质学与矿物学研究所的实验室已经有一台可以模拟地下1000公里(30吉帕高压和2000℃高温)的设备DISCOVERER-1500,可以大致重现自然过程,制造金刚石,并帮助地质学家研究地球深层结构,但这还不够。

  实验室的一名领导人安东·沙茨基表示:“碳之类的大多数简单晶体结构都为科学家所熟知,然而不少更复杂的晶体结构还没有得到研究。问题在于,我们只能在样品从高压设备取出后才能研究它,然而减压会破坏不少物质的结构。”他说,环形加速器中带电粒子在电磁场作用下沿弯转轨道运动时产生的同步辐射,可以让科学家观察到高温高压环境下的物质,同步辐射的强度是X射线多万倍。

  SKIF同步加速器是第四代同步辐射加速器,能在原子水平研究物质。该项目的第一期工程定于2024年启动,造价约为371亿卢布(约合5.88亿美元)。

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