由伊特莫大学，伊特莫大学 黄金粒子信用:德米特里拜耳 一种新的方法将有可能创造出紧凑的装置，能够精确地确定液体或气体的分子组成，并有助于识别潜在的危险化合物
来自以色列伊特莫大学和内盖夫本-古里安大学的研究人员开展的研究成果已经发表在《纳米材料》杂志上
今天，人们越来越关注空气和水的质量，以及对它们可能含有的有害化合物的控制
即使这种化合物的浓度很小，也会对人类和动物的健康产生巨大的负面影响
我们需要复杂的设备来监控物质的化学成分并识别特定的化合物
以前应用最广泛的方法是振动光谱学
“有了振动光谱学，你可以很容易地了解任何你以前不知道的物质的分子组成，”达勒·达达扎诺夫解释道，他是印度理工大学和以色列内盖夫本·古里安大学联合项目的博士生，也是纳米结构物理国际研究和教育中心的研究助理
“它是这样工作的:我们有一种未知的物质，它由许多相互作用的原子组成；例如，氨基有氢原子和氮原子
当受到光辐射时，这些原子开始振荡，吸收一定量的能量
因此，产生的能量会更少
能量被吸收的频率可以用来确定一个分子的功能原子团
然后，可以创建一个“分子标识”，供检测器使用，因为它可以确定所呈现的物质的种类
" 今天使用的光谱仪通常工作在中红外光谱范围内，波长为2
5-25微米
在这个范围内，入射光的能量和已经穿过物质的能量之间的差异可以很容易地定义和分析
然而，在该范围内工作的分析仪相对较大且笨重，并且相当昂贵
此外，中红外光谱中的一些波段非常强烈，比如那些与氢原子的羟基振动有关的波段，以至于在检测少量物质时会导致总能量吸收
当解释吸收光谱中的其他特征振动带时，这些带是困难的原因
如果该系统不是在中红外波段工作，而是在与短波辐射一致的近红外波段工作，那么它可以做得小几倍
对近红外光谱的研究比中红外光谱多得多——主要是因为现代电信系统使用它
达达扎诺夫评论道:“近红外光谱的主要优势在于，如今有许多节能、高质量的连续辐射装置和可靠的探测器。”
“它们比中红外波段的便宜，也更紧凑
因此，中红外光谱设备可以是1
5乘1
5米大小，而近红外的可以放在人的手掌上
" 然而，有一个问题——使波长变短意味着入射和出射能量之间的差异变得太小而不容易被检测到
因此，高质量的分析需要更大量的物质，这就使压缩设备面临风险
此外，许多传感器旨在检测浓度极小的未知物质，如有毒分子
这项任务在近红外光谱中变得更加困难
在创建基于近红外振动光谱的分析仪之前，科学家需要找到一种方法来放大接收到的信号，因为输入和输出能量之间存在差异
这是以色列内盖夫的本-古里安大学的研究人员
伊特莫大学的艾莉娜·卡拉巴赫夫斯基和他们的同事正在研究
“在我们的论文中，我们提出了以下设计:在透明电介质(例如硼硅酸盐玻璃)的基础上，形成金纳米平行外延的周期性阵列
这样的结构可以通过电子束光刻获得，”达达哈诺夫继续说道
“之后，我们用研究物质的薄层覆盖基底，并记录样品的透射光谱，该光谱由金纳米粒子中等离子共振的联合激发和研究物质的分子振动(泛音)来调节
在所提出的形式中，金纳米平行分子的等离子体共振正好在光谱中所研究的分子有吸收带的相同区域
此外，在金属表面附近，电磁场被强烈放大
因此，这增加了所提出的传感器的灵敏度
" 发表的论文是理论性的——研究是在数值模型上进行的
因此，下一步将是在实验室条件下进行实际实验，创建这样的系统
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