Дослідники Кембриджського університету та стартапу GlitterinTech розробили компактний оптичний спектрометр орієнтовною вартістю 10 доларів. Пристрій завбільшки в кілька сантиметрів може бути інтегрований у портативну електроніку та носимі пристрої для моніторингу здоров’я, повідомляє ScienceDaily.
Спектрометри аналізують світло, щоб отримувати інформацію про речовини, з якими воно взаємодіє. Їх застосовують у медицині, виробництві, хімічному аналізі та екологічних дослідженнях. Зазвичай зменшення таких приладів супроводжується втратою точності, роздільної здатності або діапазону вимірювань.
Інший принцип аналізу світлаНовий прилад належить до так званих конволюційних спектрометрів. Його робота ґрунтується на теоремі згортки: оптичні компоненти з повторюваними спектральними характеристиками розміщують послідовно, а отримані дані обробляють за допомогою швидкого перетворення Фур’є. За словами розробників, це дає змогу зменшити обсяг обчислень, підвищити стійкість до шуму та швидко відновлювати спектр світла.
Пристрій виготовили на фотонній платформі з нітриду кремнію та поєднали з вбудованою електронікою.
Він працює в близькому інфрачервоному діапазоні від 1200 до 1700 нанометрів і може збирати та обробляти вимірювання менш ніж за секунду. Під час випробувань спектрометр також стабільно працював за температур від −20°C до 80°C.
Більше актуальних новин читайте у Telegram-каналі UA.News.
Випробування на харчах і біомаркерахУ тестах на класифікацію пластмас, фармацевтичних препаратів, кави, борошна й чаю пристрій показав 100-відсотковий результат. Також він вимірював концентрації у водних та органічних розчинах із точністю близько 0,01%, що в описаних експериментах перевищило показники комерційних настільних спектрометрів.
За умов, що мали відтворювати фізіологічне середовище, сенсор вимірював вологість шкіри, рівень алкоголю в крові, лактату та глюкози. Дослідники також продемонстрували неінвазивне відстеження рівня глюкози протягом тривалого часу в одного учасника. Водночас для перетворення технології на медичний продукт потрібні подальші випробування.
Розробники розглядають застосування сенсора для контролю складу матеріалів у промисловості, перевірки свіжості харчових продуктів, ідентифікації речовин та моніторингу довкілля.
