由光学学会 研究人员将高分辨率全息成像与拉曼光谱中可用的化学信息相结合，创造了一种传感方法，有朝一日，这种方法可以用于检测、识别和测量海洋中发现的粒子分布，而无需任何样本准备或操作
这些图像显示了(a)聚苯乙烯(PS)和(b)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒的重建全息图像
信用:刘宗华 研究人员开发了一种新的基于光的方法来识别大量水中的塑料颗粒
新系统可以帮助科学家更好地理解微小颗粒是如何分布在海洋深处的
“我们展示的方法为使用大型观测平台网络(如浮标或滑翔机)进行海洋微粒和微塑料的长期全球规模分析铺平了道路，”研究小组成员、日本海洋地球科学技术署的首席作者外川智子·高桥说
“这种网络能够以高分辨率跟踪深海粒子的分布和丰度随时间的变化
这些信息可以为海洋微粒微塑料如何在深海中分布提供新的见解
" 在光学学会(OSA)的《应用光学》杂志上，研究人员报告了他们如何将高分辨率全息成像与拉曼光谱中的化学信息相结合，创建了一种现场或原位传感方法，有朝一日可以用来检测、识别和测量海洋中发现的粒子分布，而无需任何样本准备或操作。
高桥说:“到目前为止，只能在原地测量粒子的整体分布。”
“为了了解特定类型粒子的分布，我们需要能够以足够的灵敏度分辨出它们的形状和组成，从而只检测一升海水中的几个粒子
" 结合成像和光谱信息 今天，研究海洋中的粒子通常需要收集过滤器或陷阱中积累的粒子，然后将这些粒子带到实验室进行分析
这是昂贵的，因为它需要将船只和复杂的水下航行器送到海洋的偏远地区，通常需要几个月或几年的时间
即便如此，这种方法也只能揭示在一段固定的时间内在几个不连续的地点发生了什么
为了实现连续监测，研究人员开发了一个紧凑的实验室装置，其中一束激光束通过几十厘米长的海水通道发送
当粒子通过通道时，它与光相互作用并产生光学干涉图案，该图案可用于以高分辨率确定粒子的形状
一小部分光也在分子水平上与粒子相互作用，改变光的波长，留下光谱指纹，可用于检测粒子的组成
研究人员使用他们的装置来识别和化学识别两种塑料颗粒
这证明了该系统能够在消耗很少能量的情况下，从形态学和化学角度识别大体积水中的塑料颗粒
走向长期观察 高桥说:“能够将这些方法结合在一个紧凑、低能量的装置中，对于这种传感方法在海洋中使用长续航时间、移动机器人平台的未来应用非常重要。”
“我们的技术还可以用来观察有机粒子，如浮游生物和无机矿物质，这有助于对海洋中的营养物质和其他化学循环提供重要的见解
" 为了更接近他们的长期目标，即建立一个连续海洋观测系统，研究人员正在努力提高仪器的灵敏度，并实现数据采集和分析的完全自动化
由于海上远程位置的通信带宽太低，无法传输原始图像和光谱，因此可靠地确定观察点的粒子类型非常重要，这样只需将处理后的结果传输到岸上
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