陈根：新红外光谱技术，或可检测食物变质

文|陈根

红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁的技术。检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱，又称分子振动光谱或振转光谱。

红外光谱仪是科学家用来分析样品化学构成的重要仪器。这些仪器主要是用红外辐射照射样品，然后分析所产生的相互作用，这些相互作用因受试物中的分子以及它们吸收、发射和反射光线的方式而不同。

近日，一项新的研究展示了该技术被集成在智能手机中的效果。这一突破取决于一个新开发的LED，它可以被调谐以检测不同的气体，并有可能被用于一个小巧的设备，以检测从变质食物到人造皮革的一切。

该研究由美国和澳大利亚的科学家共同开发，他们利用实验室中通常使用的红外光谱仪来研究新的化合物，帮助创造成新材料。红外光谱可以应用为多种移动形式工作，也可以开辟一些有趣的可能性，例如检测矿井中的气体泄漏，或防止食物变质。

新技术将一层薄薄的黑磷晶体粘合到一个灵活的、类似塑料的基材上，允许它以不同的方式弯曲，使黑磷发出不同波长的光，基本上创造了一个可调谐的红外LED，可以检测多种材料。这项技术有望集成到智能手机，成为日常使用的一部分。

该团队的新设计相对简单，只使用单层黑磷来保持灵活性，使得它的特性可以被改变，并使它产生不同的波长，应用于不同的主题。这些仪器依靠精心建造的多层完美排列的晶体，以理想的方式过滤红外光，代表着这些类型仪器的重大进步。

目前，该研究发表在《自然》杂志上。未来，这种可调谐的设备或许可以部署在冰箱内，并在食物变质时向主人发出通知；也可以被集成到消防员和矿工使用的无人机中，以便从安全距离中检测出有害气体。