科学家利用智能技术彻底改变紫外线传感

知新了了 2024-07-25 10:39:41

科学家已经开发出一种灵活的、可重复使用的紫外线检测光纤,有望增强与智能设备的集成,并推进紫外线监测技术。

俗话说“剂量决定毒性”,这句话同样适用于紫外线。虽然紫外线对维生素D的产生至关重要,在光疗中显示出有希望的结果,并在各种工业过程和植物生长中发挥作用,但它也有有害的影响,如皮肤过早老化和癌症。

紫外线的有益或有害影响,除其他变量外,取决于照射的紫外线剂量。随着即时护理技术和物联网的兴起,对影响我们健康的环境变量进行实时监测的需求越来越大。然而,现有的紫外光学传感技术依赖于灵活性有限的材料,或者依赖于昂贵而脆弱的(科学级)设备。

创新紫外线检测技术

为了弥补这一差距,加拿大魁北克大学高等技术学院(ÉTS)的Bora Ung教授领导的研究人员,制造了一种用于紫外线检测的新型橡胶状光纤。在这项研究中,聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种高度柔性、可拉伸和生物相容的塑料,掺杂了一种有机染料,该染料充当分子开关,使PDMS对紫外线有反应。

名为“螺吡喃”的有机染料的分子结构,在紫外线照射下发生可逆转变,导致PDMS化合物的光学性质发生变化。这些变化可以使用常用的LED/激光源和光电二极管进行测量。一旦紫外线照射停止,材料就会恢复其初始特性,就像开关一样,可以多次重复使用。

研究人员希望将其集成到智能纺织品和可穿戴设备中,以进行持续的紫外线剂量监测,利用光学传感器的优势,如抗电磁干扰和腐蚀。这一发现是弹性体光学、智能光学材料和聚合物光波导传感器研究的重要一步。

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