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近日，北京大學(xué)物理學(xué)院肖云峰研究員和龔旗煌院士帶領(lǐng)的課題組，成功制備了基于納米光纖陣列的全光傳感器，新傳感器的單顆粒粒徑分辨率達(dá)到10納米。

　　大氣中超細(xì)顆粒物的檢測(cè)有了低成本便攜式利器。近日，北京大學(xué)物理學(xué)院肖云峰研究員和龔旗煌院士帶領(lǐng)的課題組，成功制備了基于納米光纖陣列的全光傳感器，新傳感器的單顆粒粒徑分辨率達(dá)到10納米。

　　顆粒物的高靈敏傳感檢測(cè)在環(huán)境監(jiān)控、國(guó)jia安全和生化研究等方面具有重要意義。基于光學(xué)方法的傳感技術(shù)具有非物理接觸、易于操作且靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，故而傳統(tǒng)光纖傳感器已在高靈敏檢測(cè)領(lǐng)域“大顯身手”。

　　肖云峰對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者解釋?zhuān)?ldquo;學(xué)術(shù)界研究表明，當(dāng)光纖直徑減小至光波長(zhǎng)量級(jí)時(shí)，光纖外部產(chǎn)生顯著的倏逝場(chǎng)，其對(duì)周?chē)h(huán)境的微弱變化極為敏感，因此，可利用顆粒物在倏逝場(chǎng)中的散射效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)超細(xì)顆粒物的傳感與尺寸分布測(cè)量。”

　　據(jù)肖云峰介紹，在新研究中，他們首先地計(jì)算了散射效率與散射體尺寸和光纖直徑的關(guān)系，預(yù)測(cè)了納米光纖傳感器的幾何尺寸和探測(cè)極限;隨后進(jìn)行了高靈敏度的納米光纖陣列的設(shè)計(jì)和制備，并通過(guò)優(yōu)化光纖模式，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯納米顆粒的傳感和測(cè)量，粒徑分辨率達(dá)10納米。

　　課題組利用這一傳感器對(duì)2015年和2016年北京冬季大氣細(xì)顆粒物進(jìn)行了持續(xù)監(jiān)測(cè)，直接獲得了百納米尺度細(xì)顆粒物的粒徑分布信息及實(shí)時(shí)演化圖，以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算得到的細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)與公布的數(shù)據(jù)趨勢(shì)符合良好，展示了此成果具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司，成立于2009年8月，成立至今已經(jīng)和國(guó)內(nèi)多家教育機(jī)構(gòu)，全國(guó)各地多家企業(yè)有過(guò)的合作關(guān)系，專(zhuān)注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研究，聘請(qǐng)清華大學(xué)精密儀器系的專(zhuān)家為技術(shù)顧問(wèn)，并成立新型材料檢測(cè)儀器研發(fā)中心。
    北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司是集專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售于一體的*股份制企業(yè)，專(zhuān)注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研制、材料檢測(cè)技術(shù)的提高及材料試驗(yàn)方法的創(chuàng)新，是國(guó)內(nèi)的材料試驗(yàn)檢測(cè)儀器的生產(chǎn)企業(yè)。

富瑞恒創(chuàng)儀器研發(fā)部擁有行業(yè)內(nèi)you秀的、的研發(fā)力量及技術(shù)團(tuán)隊(duì)，，并成立新型材料檢測(cè)儀器研發(fā)中心，是對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)材料檢測(cè)技術(shù)的提高和試驗(yàn)方法創(chuàng)新的重要技術(shù)保證力量。富瑞恒創(chuàng)同時(shí)還與中科院自動(dòng)化研究所、國(guó)防科技大學(xué)等全國(guó)數(shù)十所科研院所開(kāi)展緊密合作，并為中國(guó)國(guó)fang企業(yè)及航天科技企業(yè)和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室定制生產(chǎn)了大量標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試儀器。

　　龔旗煌院士說(shuō)：“與其他傳感器相比，納米光纖型傳感不僅精度高，且成本低、操作簡(jiǎn)單、便于攜帶，可快速地檢測(cè)出大氣中的超細(xì)顆粒物，有望為環(huán)境保護(hù)和霧霾形成機(jī)理研究提供一種新的工具。”

　　這項(xiàng)成果發(fā)表在重要光學(xué)期刊《光：科學(xué)與應(yīng)用》上，研究得到了自然科學(xué)基金委、等的支持。