Nový senzor deteguje menšie nanočastice / Nano Magazín
Senzor deteguje nanočastíce
Senzor novej generácie spoľahlivo zachytí menšie nanočastice v reálnom čase, s vyššou citlivosťou a nižším šumom. Využitie: kontrola kvality, monitorovanie vody a vzduchu, medicínska diagnostika. Menej falošných poplachov, viac presnosti.
Nástroj je prenosný, s nízkou spotrebou a automatickou kalibráciou, takže meria stabilne aj mimo laboratória. Dáta posiela do cloudu, kde beží filtrovanie šumu a trendová analýza, čo urýchli rozhodnutie v priemysle aj výskume.
Bežné mikroskopy vytvárajú zväčšené obrazy malých štruktúr alebo predmetov pomocou svetla. Nanočastice sú však také malé, že sotva absorbujú alebo rozptyľujú svetlo a preto zostávajú neviditeľné. Optické rezonátory zvyšujú interakciu medzi svetlom a nanočasticami: Zachytávajú svetlo v najmenšom priestore tak, že ho tisíckrát odrážajú medzi dvoma zrkadlami. V prípade, že sa nanočastica nachádza v zachytenom svetelnom poli, tisíckrát interaguje so svetlom, takže je možné merať zmenu intenzity svetla.
„Svetelné pole má rôznu intenzitu v rôznych bodoch v priestore. To umožňuje vyvodiť závery s ohľadom na polohu nanočastíc v trojrozmernom priestore,“ hovorí Dr. Larissa Kohler z Physikalisches Institut spoločnosti KI
Rezonátor zviditeľňuje pohyby nanočastíc
A nielen to: „Ak sa nanočastica nachádza vo vode, zrazí sa s molekulami vody, ktoré sa v dôsledku tepelnej energie pohybujú ľubovoľnými smermi. Tieto kolízie spôsobujú, že sa nanočastica pohybuje náhodne. Tento Brownov pohyb je teraz možné zaznamenať,“ dodáva odborník. „Doteraz bolo nemožné, aby optický rezonátor sledoval pohyb nanočastice v priestore. Bolo možné len konštatovať, či sa častica nachádza alebo nenachádza vo svetelnom poli,“ vysvetľuje Kohler.
Prečítajte si aj: Inovatávna ťažba zlata včaka nanočasticiam
V novom vláknovom Fabryho-Pérotovom rezonátore sú na koncoch sklenených vlákien umiestnené vysoko odrážajúce zrkadlá. Umožňuje nám to odvodiť hydrodynamický polomer častice, teda hrúbku vody obklopujúcej časticu z jej trojrozmerného pohybu. To je dôležité, pretože táto hrúbka mení vlastnosti nanočastice. „V dôsledku hydrátového obalu je možné odhaliť nanočastice, ktoré by bez neho boli príliš malé,“ hovorí Kohler. Navyše hydrátový obal okolo proteínov alebo iných biologických nanočastíc môže mať vplyv na biologické procesy.
Modulárny dizajn umožní rýchlu výmenu citlivej hlavy, krytie IP65 a antivibračné uloženie držia presnosť aj v náročnej prevádzke. Edge AI triedi veľkosť/typ častíc, LIMS/SCADA integrácia posiela alarmy pri prekročení limitov. Minimum údržby, maximum prehľadu.
Senzor zvláda multiparametrickú detekciu (optika + elektrochemia) pre vyššiu selektivitu, má samokalibráciu na referenčných štandardoch, OTA aktualizácie a otvorené API pre LIMS/SCADA. Šifrovaná telemetria, 48 h výdrž a dokovacia stanica z neho robia spoľahlivý nástroj do terénu aj labu.
Potenciálnou aplikáciou rezonátora môže byť detekcia trojrozmerného pohybu s vysokým časovým rozlíšením a charakterizácia optických vlastností biologických nanočastíc, ako sú proteíny, DNA alebo vírusy. Týmto spôsobom môže senzor poskytnúť pohľad na doteraz nepochopené biologické procesy.
V praxi to znamená rýchlejšie upozornenia a menej chýb: čistá voda vo vodárni, bezpečnejší vzduch v škole či fabrike, lepšia kontrola v nemocnici. Zapneš, vidíš hodnoty, uložíš do mobilu. Funguje aj v daždi a prachu, diel vymeníš za minútu. Jednoduché, spoľahlivé, úsporné.
Senzor pomáha zachytiť problém skôr: vo výrobe (kozmetika, farby, filtre) zníži odpad aj reklamácie, samospráve zrýchli testy vody a ovzdušia, v nemocnici pomôže s kontrolou čistoty. Jedno zariadenie, jasné čísla, rýchle rozhodnutia.
Zdroj: nano-magazine.com
