回复传感密码:科研团队未来继续优化传感器,说不定还能带来更多的惊喜呢
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在科技前沿,力的精确测量对多领域意义重大。美国多所高校及科研机构组成的团队,研发出能远程检测皮牛到微牛的红外纳米传感器,研究成果发表于Nature。 传统力测量方法在复杂和微小尺度环境存在局限,宏观手段难捕捉纳米级细微力变化,现有纳米级传感器动态范围和精度难满足需求。科研团队聚焦雪崩纳米粒子(ANP),它是基于镧系元素掺杂的上转换纳米晶体,有独特光学性质,能吸收近红外光发射高能光子,发光具非线性特性,量子产率高,不受自发荧光干扰,无闪烁和光漂白现象 。 科研团队用原子力显微镜与单纳米粒子光谱学结合的方法研究ANP力传感能力,发现对ANP施力会改变其光子雪崩过程,绘制出力-光学响应曲线。该传感器能检测低至620 pN的力,高泵浦强度下检测上限达1.7 μN,动态范围超四个数量级。通过调控掺杂浓度,有不同传感模式,如低浓度下的机械增亮,高浓度下的机械变色,可在复杂环境高精度测力 。 此成果在生物医学、纳米技术和材料科学等领域意义重大,科研团队未来将继续优化传感器,推动其在更多领域应用 。