我们很早之前就知道水分子是由一个氧原子和一个氢原子组成的,但对于它是如何参与调节温度、溶解无机物、酶反应以及物质代谢等生物化学反应及其在自然界中的存在形式等问题却一直存在诸多疑惑。而在目前许多关于液态水的研究中,水往往是作为一个背景环境而被考虑的。近年来,随着分析技术的不断发展和进步,对液态水特性和微观结构的研究也逐渐引起了人们的广泛关注。
传统情报、监视和侦察传感器具有笨重的天线和大盒子,大盒子通常需要固定在某个地方。美空军和美国哈佛大学韦斯生物启发工程研究所希 望将这些传感器缩小至创可贴大小,创造一个新的可能性和传感器应用的世界。例如,想象一个传感器的电子元件可以数字化打印在薄的、可 弯曲、可伸展的弹性材料片上。
据了解,自然界的水通常是由若干水分子通过氢键作用而聚合在一起的水分子簇,又被称为水团簇。一直以来人们都认为最小的水滴是由六个水分子组成的水团簇,但近期国内的一项研究成果却改变了人们对于液态水微观结构的这一错误认知。
研究人员正在研究新型传感器如何增强步兵能力,比如利用穿戴电子设备感知疲劳和运动,通过监测步态或观察手臂如何弯曲,提供更好的体 能评估,以及更深层次了解他们的身体能力和限制。
近日,中科院大连化学物理研究所的江凌研究员和杨学明院士团队以及清华大学的李隽教授研究团队,通过其自主研制的基于大连相干光源中性团簇红外光谱实验装置发现,由五个水分子组成的水团簇中存在着三维立体结构,在有限温度条件下可以呈现体相水的结构特征和光谱特征,证明最小的水滴是由五个水分子组成的水团簇。为揭开水的微观结构演化提供了新的思路。
空军设想这种新型传感器将具有一系列的潜在用途。比如纤细的弹性条带可取代飞机上的大盒子传感器,节约空间和载重。同时,它们还可以 减轻维护负担,比如加油机油囊周围的维护工作就非常复杂,需要数人从飞机上取下油囊来寻找漏洞,如果油囊上安装新型柔性传感器,可降 低维护成本,缩短维护周期。
红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器。通过红外光谱,我们可以了解分子的结构和化学键,进而推测出分子的三维立体构型。作为分析检测领域的“四大名谱”之一,红外光谱以其优异的定性分析特性而活跃于高分子化学、环境科学、材料科学、石油工业、生物医学等领域,成为科学研究和生产的“眼睛”。
其他军种也可从中受益。研究人员正在研究新型传感器如何增强步兵能力,比如利用穿戴电子设备感知疲劳和运动,通过监测步态或观察手臂 如何弯曲,提供更好的体能评估以及更深层次了解他们的身体能力和限制。此外,印刷电子不仅仅可用作传感器,研究人员还在探索使用弹性 介质印刷电路来产生电力。
现如今,国内前沿分析技术与应用方法层出不穷,政策市场频频向好,越来越多的科研机构和仪器企业也为光谱仪的发展注入了源源动力,相信在多重因素的共同推动下,未来光谱仪的发展和应用也会更上一层楼。