Unsere Handys sind mit hochwertigen Kameras ausgestattet, die geringe Lichtverhältnisse erkennen und durch Softwareverarbeitung digitales Rauschen von aufgenommenen Bildern entfernen können.
Wissenschaftler haben diese Empfindlichkeit genutzt, um Erstellen Sie Handykameras, die als Mikroskope fungieren können. In der Vergangenheit und jetzt haben Forscher der Texas A & M University eine Erweiterung für ein Standard-Smartphone entwickelt, die es laut in einen leistungsstarken chemischen Detektor verwandelt. eine Pressemitteilung .
Vom normalen Mobiltelefon bis zum hoch entwickelten wissenschaftlichen Instrument können jetzt Chemikalien, Medikamente, biologische Moleküle und Krankheitserreger nachgewiesen werden.
Aber wie?
Der Durchbruch, über den berichtet wird Übersichten über wissenschaftliche Instrumente wurde mit zwei Arten der Spektroskopie Untersuchung der Absorption und Emission von Licht und anderer Strahlung durch Materie erstellt: Fluoreszenzspektroskopie, die das von einer Probe emittierte Fluoreszenzlicht misst, und Raman-Spektroskopie, mit der Moleküle nachgewiesen werden können, die dies tunbei extrem niedrigen Intensitäten nicht fluoreszieren oder Licht emittieren.
Das Besondere an diesem Projekt ist, dass es budgetfreundlich ist. Alle zusätzlichen Teile, die erwähnt werden, kosten nur etwa 50 US-Dollar mehr als ein normales Smartphone. Beispielsweise verfügt das System über einen kostengünstigen Diodenlaser als Lichtquelle. Der Laserwurde im rechten Winkel zu der Linie fokussiert, die die Probe und die Kamera verbindet, wobei die Anordnung erfolgreich zurückreflektiertes Licht von der Kamera fernhält.
"Darüber hinaus hat diese rechtwinklige Anregungsgeometrie den Vorteil, dass sie für die Analyse von Proben, bei denen eine Bulk-Eigenschaft gemessen werden soll, einfacher zu verwenden ist", erklärte der Autor Peter Rentzepis.
Die Experimente
Die Wissenschaftler führten Experimente durch, in denen sie verschiedene Proben wie Ethanol, Aceton, Isopropylalkohol und Methanol mit dem hausgemachten Handy-Detektor untersuchten. Sie maßen auch die Raman-Spektren verschiedener fester Materialien wie einer Karotte, die dank aufgenommen wurdenDieses Pigment und die Bakterienpigmente absorbieren leicht die Wellenlänge des in der Vorrichtung verwendeten Laserlichts.
Wenn sie die Empfindlichkeit des Systems mit der empfindlichsten Industrie verglichen Raman-Spektrometer verfügbar, die Forscher stellten fest, dass das Verhältnis von Signal zu Rauschen für das kommerzielle Instrument etwa zehnmal höher war als für ihr System.
Die Forscher stellen fest, dass die Empfindlichkeit des Handy-Detektors durch Verwendung eines einzelnen RGB-Kanals für die Analyse verdoppelt werden könnte. Ein Nachteil des konstruierten Handy-Detektors ist sein relativ begrenzter Dynamikbereich, aber dieses Problem könnte durch a gelöst werdenAnzahl der HDR-Anwendungen High Dynamic Range, mit denen Bilder aus verschiedenen Belichtungen gemischt werden.
Alles in allem geben die Wissenschaftler an, dass ihr Gerät eine zuverlässige Methode zum Nachweis von Chemikalien und Krankheitserregern im Feld bietet, die jedoch kostengünstig ist. Obwohl die Forscher nichts über den Nachweis von Coronaviren gesagt haben, erinnert es uns sicherlich daranvon diesem Fünf-Cent-Sensor, der Coronavirus erkennt und Immunität in nur 10 Minuten.