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智能氣體傳感器探測化學(xué)藥品更靈敏
2012-05-03
中國科技網(wǎng)訊 據(jù)美國科學(xué)促進會網(wǎng)站5月2日(北京時間)報道，美國密歇根大學(xué)研究人員正在開發(fā)一種便攜式可調(diào)節(jié)的二維微型氣體色譜儀，能識別并檢測化學(xué)氣體成分，更加靈敏智能，可用于探測爆炸物、化學(xué)武器揮發(fā)氣體，還能通過病人的呼吸診斷病情，偵查礦井是否安全等。儀器也非常節(jié)能，對礦井作業(yè)和偏僻地區(qū)醫(yī)療室具有很大優(yōu)勢。相關(guān)論文近日發(fā)表在《分析化學(xué)》雜志上。
該校生物醫(yī)學(xué)工程系教授范旭東(音譯)解釋說，揮發(fā)氣體中的各種成分就像一團團微小的云重疊在一起，檢測之前要把它們分開，而在揮發(fā)性混合氣體中，要識別各種成分非常困難。目前大部分是讓混合氣體依次通過兩個試管，第一個試管內(nèi)涂有一層聚合物，會減緩較重分子速度，大致把各種氣體按重量分開。
研究人員正在開發(fā)的傳感器在分離各種化學(xué)成分方面更有效。讓氣體先通過第一個試管獲得初步線索，然后用一個泵和從第一個試管中收集氣體，間隔規(guī)律地送入第二個試管中，進行第二道檢測。第二個試管內(nèi)涂有一層極化聚合物，一端帶正電另一端帶負電，會減慢那些被極化了的氣體分子的速度，未極化的分子能以更快速度通過。根據(jù)這些信息，研究人員就能識別出氣體中的化學(xué)成分。再給這套系統(tǒng)加上一個決策裝置并連接計算機，通過計算機能看到各種化學(xué)成分逐步分離的整個過程。
在決策裝置引導(dǎo)下，一小團云完全通過后，壓縮機才能再次運作，這種方法能讓同一種分子聚集在一起，分析數(shù)據(jù)更容易。第二道檢測過程還可以增加一個輪換試管，讓氣體更快通過，此時決策裝置還充當(dāng)“接線員”，當(dāng)一個試管正“忙”時就把氣體送入另一個試管。這樣氣體從第一個試管出來進入二道檢測試管時就不會停頓。
二道檢測試管還可以專門定做，用不同涂層做成各種長度的試管來分離特殊氣體，比如一種專用分子“熱線”，可以探測某些特殊分子。范旭東說：“如果懷疑某地有化學(xué)武器泄露，我們就送一批這種專用分子‘熱線’過去，能極靈敏地識別出這些成分。”
目前，研究小組已經(jīng)證明了新裝置能在兩個檢測試管之間分配氣體，智能傳感器能識別包含20種不同成分的化學(xué)氣體，以及植物釋放的混合物成分。(記者 常麗君)
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