微型科學(xué)儀器：“小不點(diǎn)”大作用

我們的常識(shí)中，科學(xué)儀器都是體積龐大的，至少也是如同家電般大小，才能夠完成一些實(shí)驗(yàn)任務(wù)。但是，隨著科技的發(fā)展和一些特定領(lǐng)域的需要，許多微型科學(xué)儀器也在人類的科學(xué)研究、生產(chǎn)生活中發(fā)揮了巨大作用，所謂麻雀雖小五臟俱全，這些微型科學(xué)儀器的性能也是異常強(qiáng)勁呢!

　　微型科學(xué)儀器的面世除了幫助人類更便捷的對(duì)微觀領(lǐng)域進(jìn)行探索之外，也在其他領(lǐng)域讓人類獲得了極大的便利。如今微型顯微鏡、微型探測(cè)器、微型光譜、微型監(jiān)測(cè)器這些微型科學(xué)儀器已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，我們一起來(lái)看這些“小不點(diǎn)”究竟發(fā)揮了什么樣的大作用吧?

　　微型拉曼光譜儀

　　美國(guó)科學(xué)家研發(fā)出超小微型拉曼儀，能夠以10微米的分辨率在幾厘米(2-20厘米)范圍內(nèi)檢測(cè)和鑒定礦物質(zhì)、有機(jī)物和生物材料。SUCR儀器結(jié)構(gòu)緊湊，比其他微型拉曼儀器快得多，采用之前在夏威夷大學(xué)開(kāi)發(fā)的直接耦合拉曼系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可在日光下對(duì)距離儀器100米遠(yuǎn)的樣品進(jìn)行遠(yuǎn)程化學(xué)檢測(cè)。這款微型拉曼光譜儀打破了傳統(tǒng)儀器的局限性，不再那么容易受到干擾。也就是說(shuō)，它可以不受行星上各種惡劣輻射條件的影響，可以更好地為研究人員搜集和發(fā)回信息，提供化學(xué)分析所需的樣品，并將被用來(lái)尋找外星生命。

　　微型熒光顯微鏡

　　北京大學(xué)聯(lián)合中國(guó)人民軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，成功研制新一代高速高分辨微型化雙光子熒光顯微鏡，重量?jī)H為2.2克。該科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)這一微型顯微鏡獲取了小鼠在自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)清晰、穩(wěn)定的圖像，這款微型顯微鏡遠(yuǎn)優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的、美國(guó)腦科學(xué)計(jì)劃核心團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的微型化寬場(chǎng)顯微鏡。如此*新一代高速高分辨微型化雙光子熒光顯微鏡，將作為系統(tǒng)神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域新的測(cè)量工具和尺度，推動(dòng)這一學(xué)科進(jìn)入新的時(shí)代。利用這款顯微鏡，能夠看到以往難以觀測(cè)到的生物現(xiàn)象，加深研究人員的腦科學(xué)研究，或許還將助推“模仿腦”科技的實(shí)現(xiàn)。

　　微型重力儀

　　重力儀全稱為重力加速度儀，用于測(cè)量本地重力加速度中的微小變化。英國(guó)格拉斯哥大學(xué)賈爾斯·哈蒙德和他的研究團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出一種小型化的重力儀，由面積15平方毫米、重量25克的硅片組成，這款微型重力儀可以用于測(cè)量地球潮汐，還可以用在無(wú)人機(jī)上進(jìn)行重力勘探調(diào)查，以應(yīng)對(duì)低空飛行中降低安全風(fēng)險(xiǎn)的需要。重力儀在油氣勘探或者其他民用工程方面，它也有積極地應(yīng)用，然而受價(jià)格和體積限制，以前對(duì)它的使用并不普及，而微型重力儀的出現(xiàn)很好地解決了這些問(wèn)題，它不僅可以用于無(wú)人機(jī)，在對(duì)大自然的探測(cè)和智能設(shè)備的發(fā)展方面也有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，將在地質(zhì)科研人員的科學(xué)探測(cè)中發(fā)揮重要作用。

　　大氣污染微型監(jiān)測(cè)站

　　大氣污染微型監(jiān)測(cè)站大氣污染連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分，是一個(gè)裝有采樣裝置、污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器、氣象參數(shù)測(cè)定儀器、數(shù)據(jù)傳輸及其輔助裝置的實(shí)驗(yàn)室。它不僅體積小巧、能力出眾，能夠監(jiān)控區(qū)域大氣污染，做到對(duì)破壞空氣質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)格監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)一處問(wèn)題查處一處，還是它環(huán)境監(jiān)測(cè)部門實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量，加強(qiáng)空氣預(yù)警能力，提高對(duì)相關(guān)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控和突發(fā)事件應(yīng)急的能力的好幫手。

　　醫(yī)用微型光譜儀

　　北京微乎科技有限公司自主設(shè)計(jì)研發(fā)“一種用于體液快速檢測(cè)的醫(yī)用微型光譜儀”成功申獲國(guó)家實(shí)用新型，這款光譜儀采用全新設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)，使尺寸大大減小，可集成在醫(yī)療器械上，方便隨手操作進(jìn)行光譜檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)接口直接傳輸給醫(yī)療設(shè)備，不僅簡(jiǎn)化了液體檢測(cè)流程，也可應(yīng)用到個(gè)人家用醫(yī)療檢測(cè)。筆者認(rèn)為隨著光譜技術(shù)的發(fā)展光譜儀器也朝著小型化、智能化的方向轉(zhuǎn)變，甚至民用光譜儀市場(chǎng)將成為未來(lái)光譜儀的zui大市場(chǎng)。光譜儀的小型化是發(fā)展的必然，開(kāi)發(fā)便攜、便宜的微型光譜儀，滿足量大面廣的民用檢測(cè)需求，將是未來(lái)微型光譜儀發(fā)展的必經(jīng)之路。

　　微型傳感器

　　美國(guó)研究人員設(shè)計(jì)出了一種能實(shí)時(shí)檢測(cè)油氣中甲烷排放情況的微型傳感器芯片，儀器可以提供實(shí)時(shí)警報(bào)，并標(biāo)記時(shí)間和位置等信息，而且設(shè)計(jì)成本較低。由于這款傳感器包含激光和玻璃纜線通道，能有效檢測(cè)空氣中甲醛含量，便捷且成本低廉，有利于及時(shí)獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)，從而迅速排除危險(xiǎn)隱患，有利于保障工作人員的生命健康安全，也有利于減少公司、工廠財(cái)產(chǎn)的損失。我們也希望科學(xué)研究人員可以多研制這類檢測(cè)儀器，保障危險(xiǎn)行業(yè)從業(yè)者的人身安全。

      了解了科學(xué)儀器中的“小不點(diǎn)”之后，你是否被它們的神奇能力所震撼呢?這樣體積小巧卻神通廣大的科學(xué)儀器在人類科學(xué)研究、生產(chǎn)生活中還有許多，你也可以用自己智慧的雙眼去發(fā)現(xiàn)。