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在環(huán)境監(jiān)控、國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，故而傳統(tǒng)光纖傳感器已在高靈敏檢測領(lǐng)域“大顯身手”。

　　肖云峰對科技日報(bào)記者解釋：“學(xué)術(shù)界研究表明，當(dāng)光纖直徑減小至光波長量級時，光纖外部產(chǎn)生顯著的倏逝場，其對周圍環(huán)境的微弱變化極為敏感，因此，可利用顆粒物在倏逝場中的散射效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對超細(xì)顆粒物的傳感與尺寸分布測量。”

　　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)測了納米光纖傳感器的*幾何尺寸和探測極限;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，并通過優(yōu)化光纖模式，實(shí)現(xiàn)了單個標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯納米顆粒的傳感和測量，粒徑分辨率達(dá)10納米。

　　課題組利用這一傳感器對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，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)和國內(nèi)多家教育機(jī)構(gòu)，全國各地多家企業(yè)有過長期的合作關(guān)系，專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研究，長期聘請清華大學(xué)精密儀器系的專家為技術(shù)顧問，并成立新型材料檢測儀器研發(fā)中心。
    北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司是集專業(yè)設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)與銷售于一體的高新技術(shù)股份制企業(yè)，專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研制、材料檢測技術(shù)的提高及材料試驗(yàn)方法的創(chuàng)新，是國內(nèi)的材料試驗(yàn)檢測儀器的生產(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儀器研發(fā)中心，是對推動國內(nèi)材料檢測技術(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)同時還與中科院自動化研究所、國防科技大學(xué)等全國數(shù)十所科研院所開展緊密合作，并為中國國fang軍工企業(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)的測試儀器。

　　龔旗煌院士說：“與其他傳感器相比，納米光纖型傳感不僅精度高，且成本低、操作簡單、便于攜帶，可快速地檢測出大氣中的超細(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，研究得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部等的支持。