Учёные из Кембриджа создали оптический спектрометр стоимостью $10 — ScienceDaily
Исследователи Кембриджского университета и стартапа GlitterinTech разработали компактный оптический спектрометр ориентировочной стоимостью 10 долларов. Устройство размером в несколько сантиметров может быть интегрировано в портативную электронику и носимые устройства для мониторинга здоровья, сообщает ScienceDaily.
Спектрометры анализируют свет, чтобы получать информацию о веществах, с которыми он взаимодействует. Их применяют в медицине, производстве, химическом анализе и экологических исследованиях. Обычно уменьшение таких приборов сопровождается потерей точности, разрешения или диапазона измерений.
Другой принцип анализа света
Новый прибор относится к так называемым свёрточным спектрометрам. Его работа основана на теореме о свёртке: оптические компоненты с повторяющимися спектральными характеристиками размещают последовательно, а полученные данные обрабатывают с помощью быстрого преобразования Фурье. По словам разработчиков, это позволяет сократить объём вычислений, повысить устойчивость к шуму и быстро восстанавливать спектр света.
Устройство изготовили на фотонной платформе из нитрида кремния и объединили со встроенной электроникой. Оно работает в ближнем инфракрасном диапазоне от 1200 до 1700 нанометров и может собирать и обрабатывать измерения менее чем за секунду. Во время испытаний спектрометр также стабильно работал при температурах от −20°C до 80°C.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Испытания на продуктах питания и биомаркерах
В тестах по классификации пластмасс, фармацевтических препаратов, кофе, муки и чая устройство показало 100-процентный результат. Оно также измеряло концентрации в водных и органических растворах с точностью около 0,01%, что в описанных экспериментах превысило показатели коммерческих настольных спектрометров.
В условиях, которые должны были воспроизводить физиологическую среду, сенсор измерял влажность кожи, уровень алкоголя в крови, лактата и глюкозы. Исследователи также продемонстрировали неинвазивное отслеживание уровня глюкозы в течение длительного времени у одного участника. Вместе с тем для превращения технологии в медицинский продукт необходимы дальнейшие испытания.
Разработчики рассматривают применение сенсора для контроля состава материалов в промышленности, проверки свежести продуктов питания, идентификации веществ и мониторинга окружающей среды.
