2017年光谱产业十大关键技术突破
发布日期:2018-01-09    来源:中国高科技行业门户-热点聚焦    



作为科研和生产的“眼睛”,光谱仪器是人们“善其事”的“利器”,在环境保护、食品检测、生物医疗、物理化学、科学探索等领域中发挥了重要作用。在过去的一年里。得益于全球科研工作者的刻苦钻研,勇于尝试,光谱技术及其科技成果转化实现跨越式发展。

 

 

光谱产业前沿技术与应用方法层出不穷,科研成果转化加速,整个产业呈现欣欣向荣的发展现状。2017年科研领域涌现了哪些光谱技术与精尖科技成果,一起来看看:

 

全球首款晶圆级传感器芯片或掀起光谱仪应用革命

 

2017年1月17日,领先的高性能传感器解决方案和模拟IC供应商艾迈斯半导体公司(amsAG)宣布推出全球首款高性价比的多通道光谱片上传感器解决方案,为消费和工业应用实现新一代光谱分析仪开辟了道路。新的光谱传感解决方案大大降低了光谱分析的成本及方案尺寸,广泛适用于食品安全、产品认证、常规测试等应用,帮助更好地保护人们的身体健康和生活环境。

 

中科院研发高光谱扫描仪提高光谱仪器制造能力

 

高光谱这双“火眼金睛”的本领可不仅仅是帮助鉴定、修复文物。因其能呈现人眼看不到的细节、辨别不同成分的物质,因此该技术在国防军事、精准农业、水环境监测、地矿勘察等领域都有广阔应用价值。基于高光谱原理,科研人员目前正在研发可供智能手机使用的高光谱检测应用系统。未来手机有高光谱检测功能,结合云计算、大数据,人们将随时随地用手机快速检测食品安全问题。

 

中科院成功研制干涉式大气垂直探测仪 实现代纪跨越

 

据中科院上海技术物理研究所获悉,该所研制的多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪在卫星上同时运行,也经受住了考验,并在国际上率先实现了高时效的对地三维大气探测。干涉式大气垂直探测仪是国际上第一台在地球静止轨道卫星上运行的红外高光谱设备。它为人类深入研究大气对流,更精细预测灾害性天气,提供了新的可能。

 

表面增强拉曼光谱技术首次实现细胞作用定量分析

 

近些年,随着激光技术、纳米科技和计算机技术的迅猛发展,SERS已经在界面和表面科学、材料分析、生物、医学、食品安全、环境监测和国家安全等领域得到了广泛应用。中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青研究组利用SERS技术,实现了DHA对HeLa细胞的作用和效果的定量分析和评估。

 

中科院苏州生物医学工程技术研究所研制深层光谱治疗仪

 

由中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研制的深层光谱治疗仪已通过省医疗器械检测所全性能检测和临床试验,可穿透皮下病灶深度达5cm以上,远远超过现有光疗产品的穿透深度,对疾病治疗有很好的治疗效果。目前,该仪器治疗光具有从可见光到近红外的超宽光谱,涵盖了多种有效治疗谱段,主要用于慢性炎症、血管及组织再生、炎性疼痛、运动损伤、恶性疾病治疗等领域。

 

北工大研发拉曼光谱检测仪 助力果蔬快速检测

 

如何把好舌尖上的安全关,检测检验是至关重要的环节。可惜传统的实验室检测,需要切片、细菌培养等诸多环节,时间长、花费大、效率低,在“大批量进出”的果蔬检测领域“心有余而力不足”。北京工业大学郑大威团队研发拉曼光谱检测技术,适用于快速筛查检测。目前,研究团队已开发出拉曼光谱检测仪器,希望仪器未来上市,能为食品和医疗安全提供检测服务。

 

研究员研发出高性能遗传编码荧光探针iNap

 

生物反应器工程国家重点实验室(华东理工大学)杨弋教授、赵玉政研究员研究团队与中国科学技术大学刘海燕教授合作,开发了一系列特异性检测NADPH的高性能遗传编码荧光探针iNap。不仅可应用于抗氧化、AMPK、脂肪酸合成等代谢途径与通路分析,还可用于衰老及相关疾病创新药物的发现。

 

借助“光谱束组合”技术 美国研发出高功率光纤激光器

 

美国空军研究实验室与洛克希德·马丁公司签署了一份价值2630万美元的合同,后者将设计、开发和建造一个高能激光系统,并在2021年前在战术战斗机上进行测试,最晚于2021年装备在战机上。这一系统的核心是一种多千瓦光纤激光器的改进版本。借助“光谱束组合”技术,美国将研发出高功率光纤激光器 ,可广泛应用于军事领域。

 

美国纽约科学家成功研发新型基于芯片的甲烷光谱仪

 

来自纽约约克镇IBM Thomas J. Watson研究中心的科学家研发出了一种新型甲烷光谱仪,比现在的标准光谱仪体积更小,制造成本更为经济。在光学学会的高影响因子杂志《Optica》中,研究人员详细介绍了这种新型光谱仪,并表明它可以检测浓度低至万分之一的甲烷气体。

 

美国研究人员研发出用于行星探索的紧凑型光谱仪

 

12月21日来自美国弗吉尼亚州汉普顿的消息称,一种用于行星探索的紧凑型光谱仪器已经开发出来。该系统被称为定位超小微型拉曼(SUCR)仪,能够以10微米的分辨率在几厘米(2-20厘米)范围内检测和鉴定矿物质、有机物和生物材料。该主动遥感系统由一个532纳米激光器和一个微型光谱仪构成。夏威夷大学的紧凑型仪器将所有光学元件直接连接到光谱仪上,与光纤耦合拉曼系统相比,由于信号损失较少,系统的性能得到了显著的提高。

 

客观上来看,全球光谱仪器市场一直呈现持续、稳定增长的趋势。可观的是,在部分领域,国内光谱技术已达到甚至超越国际同类领先技术水平,满足社会生产与国家经济建设的需要。有的产品还走向国际市场,在国产仪器中首屈一指。

 

但光谱仪器领域的前沿技术和新的应用正在不断涌现的关键时期,产业参与者应该抢抓时机,总结光谱仪器发展的成功经验,以史为鉴,迎头赶上,使我国的光谱仪器科研和制造水平尽快全面赶超世界水平。2017年以来,国内外光谱技术越来越先进,而且针对于市场需求也有新的光谱仪器陆续研发出来。未来,在多领域大发展形势下,科研机构、高校院所、企业研发将选准要攻克的关键技术,持续拓展应用领域,为产业蓬勃壮大加油助力。

 



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