设备立即识别未知的液体

材料科学家和应用物理学家在哈佛大学合作 ’S工程和应用科学学院(SEAR)发明了一种新设备,可以立即识别未知的液体。

这device, which fits in the palm of a hand and requires no power source, exploits the chemical and optical properties of precisely nanostructured materials to distinguish liquids by their surface tension.

这finding, published in the Journal of the American Chemical Society (JACS), offers a cheap, fast, and portable way to perform quality control tests anddiagnose liquid contaminants in the field.

“这些天数字加密和传感器已经变得非常复杂,但这是一个工具,可以在任何地方工作,无需额外的设备,并且在非常潜在的应用范围内,”海洋电气工程副教授联合主体调查员MarkoLončar说。

类似于在世界各地的化学实验室中使用的Litmus纸,以检测液体的pH,当它遇到具有特定表面张力的液体时,新装置会改变颜色。单个芯片可以与各种物质不同;它也足够敏感,以区分两个非常密切相关的液体。

隐藏的消息实际上可以“written”在芯片上,只有在暴露于正确的物质时才能露出自己。浸入另一种物质中,芯片可以完全显示不同的信息(参见视频)。

“这种高度选择性的润湿性是非常难以在二维表面上实现的,”解释Lolečar的博士候选人,解释了潜在作家Ian B. Burgess’S Lab和Aizenberg BioMentization和Biomimetics实验室。“我们利用这里的光学和流体特性是材料的3D纳米结构独特的。”

这“Watermark Ink,” or “W-Ink,”概念依赖于称为反向蛋白石的精确制造的材料。逆蛋白石是一种层叠玻璃结构,具有有序的内部网络,互连的空气孔。

共同作者Lidiya Mishchenko(海洋研究生)和本杰明D. Hatton(海域的研究被任命者和哈佛大学的Wyss生物学启发工程研究所的技术开发研究员),最近完善了大规模的生产过程,高度有序的逆算盘。

“两个因素决定了颜色是否改变了液体的引入:表面化学和孔结构中的顺序,”Mishchenko说,在Aizenberg实验室工作。“结构越有序,控制器越多,液体通过改变其表面化学,液体是否进入某些孔隙。”

Burgess及其同事发现,选择性地用汽化化学品和氧等离子体治疗反蛋白石的部分,从而在不包括其他液体的情况下,使某些液体施加的液体和通道产生变化。

允许液体变成孔改变材料’S光学性质,因此反蛋白石的自然颜色仅在干燥区域中显示出来。

每个芯片被校准以仅识别某些液体,但它可以在又一方面使用(如果液体在试验之间蒸发)。

凭借为W-Ink技术商业化的希望,研究人员目前正在开发更精确的校准筹码,并在质量保证和污染物识别中使用政府合作伙伴进行现场测试。

“如果您想检测到备忘,” says Burgess, “您可以调整传感器对一个特定配方敏锐敏感,然后是任何东西’不同的脱颖而出,无论组成如何。”

一个即时申请将允许当局在泵验证汽油的燃料等级。 Burgess还设想创建一个芯片,用于测试甲醇毒性水平的盗版液。

W-INK技术还可用于非常快速地识别化学泄漏。校准的W型墨水芯片可用于识别一系列有毒物质,目前可以确定泄漏是否需要特殊处理。

“这样的设备不会竞争GC-MS [气相色谱 - 质谱]的选择性,”备注共同主体调查员Joanna Aizenberg,Amy Smith Berylson海域材料科学教授和一个Wyss Institute的核心学院成员。

“但重点是,如果你想要一个不需要电源的字段中的东西,很容易使用,并为您提供一个即时结果,然后W-ink可能是您需要的。”



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