氣候變化對(duì)地球的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響,而大氣溫室氣體在氣候變化中具有重要的作用.一氧化二氮(N_2O)作為一種重要的溫室氣體,其濃度變化對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生重要影響,因此對(duì)其濃度的探測(cè)在大氣環(huán)境研究中具有重要意義。

　　痕量氣體是大氣中濃度低于10的粒種。指總數(shù)為1,000,000個(gè)分子中只有一個(gè)待研究分子，如大氣中的CO、N2O、SO2、O3、NO、NO2、CH4、NH3、H2S、鹵化物、有機(jī)化物等等都屬于痕量氣體。它們參與大氣化學(xué)循環(huán)，在大氣中的滯留期為幾天至幾十年，甚至更長(zhǎng)。它們中有一些是天然排放的，但有一部分是由于人類(lèi)活動(dòng)大量排放了各種痕量粒種，這些痕量粒種受到各種物理、化學(xué)、生物、地球過(guò)程的作用并參與生物地球化學(xué)的循環(huán)，對(duì)全球大氣環(huán)境及生態(tài)造成了重大影響。例如光化學(xué)煙霧、酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞等無(wú)不與痕量氣體有關(guān)。

　　近日，中科院合肥研究院研究團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光聲探測(cè)模塊一體式高度集成。利用450納米激光作為光聲信號(hào)激發(fā)光源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ppb量級(jí)的NO2高靈敏檢測(cè)，在1秒響應(yīng)時(shí)間下，檢測(cè)靈敏度達(dá)到0.8ppbv。通過(guò)與商業(yè)的NOx分析儀開(kāi)展大氣NO2的比對(duì)測(cè)量表明，兩者具有很好的一致性。

　　這一研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步發(fā)展緊湊、便攜式的光聲光譜痕量檢測(cè)儀具有重要的應(yīng)用價(jià)值，尤其是在發(fā)展載荷有限的無(wú)人機(jī)載大氣痕量氣體、氣溶膠吸收探測(cè)方面具有較強(qiáng)的發(fā)展前景。

　　光聲效應(yīng)

　　放在密閉容器里的試樣，當(dāng)用經(jīng)過(guò)斬波器調(diào)制的強(qiáng)度以一定頻率周期變化的光照射時(shí)，容器內(nèi)能產(chǎn)生與斬波器頻率相同的聲波。這一現(xiàn)象稱(chēng)為光聲效應(yīng)。光聲效應(yīng)描述的是光與物質(zhì)之間的相互作用，即 當(dāng)一束調(diào)制或脈沖激光照射到組織樣品上時(shí)，位于組織體內(nèi)的吸收體在吸收光能后出現(xiàn)局部熱膨脹，從而產(chǎn)生超聲波將光能轉(zhuǎn)換成聲能，形成外傳超聲波，這種超聲波容易被置于組織體周?chē)某曁綔y(cè)器所接收。

　　傳統(tǒng)的光譜法中，光散射、反射是最大的干擾，因?yàn)闃悠肺展饽芰康拇笮∈峭ㄟ^(guò)測(cè)量透射光的強(qiáng)度并從入射光強(qiáng)度中減去透射光強(qiáng)度所得的差額來(lái)確定的，而光與組織相互作用過(guò)程必然伴隨著一定的反射、散射和其他的光損失，這將導(dǎo)致入射光強(qiáng)度的降低。此外，傳統(tǒng)光譜法探測(cè)的是光與組織相互作用后的透射光信號(hào)，因此樣品就必須具有一定的透光性。

　　光聲光譜技術(shù)

　　是基于光聲效應(yīng)的一種光譜技術(shù)。一種研究物質(zhì)吸收光譜的新技術(shù)，已經(jīng)成為分子光譜學(xué)的一個(gè)重要分支。作為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的一種有力的分析工具，光聲光譜技術(shù)克服了組織散射特性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，為生物組織樣品的研究提供了一種靈敏度高、樣品可不經(jīng)預(yù)處理的無(wú)損有效檢測(cè)方法。

　　光聲光譜技術(shù)所檢測(cè)的是因組織吸收光能而產(chǎn)生的超聲信號(hào)，這種超聲信號(hào)的強(qiáng)弱直接反映了物質(zhì)吸收光能量的大小。從而避免了因樣品中光的反射、散射等引起的信號(hào)干擾;同時(shí)，還可針對(duì)弱吸收樣品適當(dāng)增大入射光的輻照功率來(lái)提高信噪比。因此，它被廣泛應(yīng)用于各種試樣檢測(cè)，如透明的或不透明的固體、液體、氣體、粉末 [2] 、膠體、晶體或非晶體等，從本質(zhì)上解決了傳統(tǒng)光譜法對(duì)弱吸收、強(qiáng)散射、不透明等樣品檢測(cè)的難題。

　　氮氧化物分析儀

　　氮氧化物是大氣污染的主要污染物之一，對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害。因此近年來(lái)氮氧化物的監(jiān)測(cè)與治理等研究工作受到社會(huì)各界的密切關(guān)注。氮氧化物分析儀是基于化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)氮氧化物的含量，反應(yīng)室是整個(gè)系統(tǒng)中的核心部件，而臭氧的濃度及純度等參數(shù)也同樣對(duì)儀器的長(zhǎng)期工作性能有重要影響。氮氧化物分析儀中的核心部件，NO與O3的發(fā)光效率及從反應(yīng)室玻璃窗進(jìn)入光電倍增管的光強(qiáng)都是保證儀器數(shù)據(jù)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，因此反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

　　納米激光器

　　指由納米線等納米材料作為諧振腔，在光激發(fā)或電激發(fā)下能夠出射激光的微納器件。這種激光器的尺寸往往只有數(shù)百微米甚至幾十微米，直徑更是達(dá)到納米量級(jí)，是未來(lái)薄膜顯示、集成光學(xué)等領(lǐng)域中的重要組成部分。納米激光器研究對(duì)基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用都有重要意義。納米激光器的分類(lèi)：納米導(dǎo)線激光器、紫外納米激光器、量子阱激光器、量子線激光器、量子點(diǎn)激光器、微腔激光器、新型納米激光器。

上一篇：科學(xué)研究帶你解鎖雨后泥土味的秘...

下一篇：儀器送檢后如何進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)記...