納米天線陣列可以幫助水質(zhì)監(jiān)測(cè)

布里斯托大學(xué)和貝德福德郡大學(xué)的研究人員與跨國(guó)公司ABB合作，設(shè)計(jì)和測(cè)試了一系列等離子體納米天線陣列，可以開(kāi)發(fā)新一代超靈敏、低成本的熒光傳感器用于監(jiān)測(cè)。水質(zhì)。

布里斯托爾大學(xué)的內(nèi)西亞多爾夫博士設(shè)計(jì)并測(cè)試的陣列是由商業(yè)伙伴開(kāi)爾文納米技術(shù)公司使用電子束光刻技術(shù)制造的鋁納米棒制成的。納米棒寬50納米，長(zhǎng)158納米，設(shè)計(jì)用于共振增強(qiáng)水中一系列污染物(如柴油或色氨酸)的熒光發(fā)射。

發(fā)表在《應(yīng)用光學(xué)》上的研究表明，染料的熒光發(fā)射增加了六倍。研究還表明，通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)陣列元件的間距可以獲得強(qiáng)定向熒光發(fā)射，這將允許設(shè)計(jì)高度集成的多波長(zhǎng)傳感器。

這項(xiàng)工作是由馬丁克萊恩教授的研究小組完成的，該小組是電氣和電子工程系光子學(xué)研究小組的成員。

該項(xiàng)目與布里斯托爾物理研究所的Andrei Sarua博士和貝德福德郡大學(xué)的Tahmina Ajmal博士合作，他們?cè)诓祭锼雇袪柕腁quatest項(xiàng)目中工作。

他們共同開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于LED的低成本傳感器系統(tǒng)原型，并計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)一個(gè)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的手持現(xiàn)場(chǎng)可部署系統(tǒng)。

布里斯托大學(xué)電子電氣工程系應(yīng)用電磁學(xué)和光子學(xué)教授、本文合著者馬丁克萊恩(Martin Cryan)表示：“納米天線陣列可以通過(guò)納米壓印光刻等低成本生產(chǎn)技術(shù)制造。可以帶來(lái)顯著的靈敏度增強(qiáng)，從而使實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量測(cè)量可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。這將允許部署遠(yuǎn)程無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，用于污染預(yù)警或敏感環(huán)境中水質(zhì)的持續(xù)監(jiān)測(cè)。

多爾博士現(xiàn)在是布里斯托爾QTEC項(xiàng)目的研究員。他共同創(chuàng)立了初創(chuàng)公司FluoretiQ，并開(kāi)發(fā)了一種量子增強(qiáng)熒光傳感器，可以幫助在幾分鐘內(nèi)而不是幾天內(nèi)識(shí)別細(xì)菌。

Cryan教授的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種系統(tǒng)，可以將納米天線的功率與量子增強(qiáng)傳感器相結(jié)合，進(jìn)一步提高靈敏度。

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