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- 變色傳感器通過(guò)智能手機(jī)拍照即可檢測(cè)酒精
- 來(lái)源：大阪 Metropolitan 大學(xué) 編輯：加比・克拉克（Gaby Clark），審核：羅伯特・伊根（Robert Egan） 發(fā)表于 2025/5/26
該傳感器可通過(guò)視覺(jué)檢測(cè)乙醇濃度，提供了一種無(wú)需復(fù)雜設(shè)備即可簡(jiǎn)單、靈敏、高效測(cè)量酒精含量的方法。圖片來(lái)源：大阪 Metropolitan 大學(xué)
判斷飲品的酒精度無(wú)需再依靠猜測(cè)或?qū)嶒?yàn)室檢測(cè)。一項(xiàng)新研究讓這一過(guò)程變得像查看手機(jī)信息一樣簡(jiǎn)單，還增添了色彩趣味。該研究成果發(fā)表于《Small Science》期刊。
大阪 Metropolitan 大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種適配智能手機(jī)的酒精傳感器，無(wú)需復(fù)雜電子元件或?qū)嶒?yàn)室工具，即可通過(guò)視覺(jué)檢測(cè)全范圍的乙醇濃度。其技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健、工業(yè)生產(chǎn)流程和酒精呼氣分析等領(lǐng)域具有廣泛潛在應(yīng)用。
乙醇廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和燃料領(lǐng)域，也是許多酒精飲料中的致醉成分。準(zhǔn)確檢測(cè)乙醇濃度（尤其是同時(shí)含有乙醇和水的產(chǎn)品中）對(duì)產(chǎn)品衛(wèi)生管理和質(zhì)量控制至關(guān)重要。
“傳統(tǒng)傳感器通常需要電源和復(fù)雜電子元件，限制了其在日常生活中的普及使用，” 大阪 Metropolitan 大學(xué)工程研究生院副教授、該研究第一作者岡田健司（Kenji Okada）表示。
為兼顧選擇性和實(shí)用性，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種便攜式高靈敏度乙醇傳感器，其核心是由銅基金屬有機(jī)框架（MOF）薄膜 Cu-MOF-74 制成。
a–c）薄膜的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；（a）Cu (OH)₂納米帶，（b）在甲醇中合成的 Cu-MOF-74 薄膜，（c）在 DMF:MeOH = 3:7 中合成的 Cu-MOF-74 薄膜。d）MOF 譜帶（1556 cm⁻¹）的峰面積。圖片來(lái)源：《Small Science》（2025）。DOI: 10.1002/smsc.202400634
這些金屬有機(jī)框架（MOF）含有納米級(jí)孔隙，可吸收乙醇分子并通過(guò)可見(jiàn)的顏色變化作出響應(yīng) —— 這一現(xiàn)象被稱為溶劑化 / 蒸氣致色效應(yīng)。得益于低光散射特性和高透明度，Cu-MOF-74 薄膜無(wú)需復(fù)雜實(shí)驗(yàn)室設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)精確光學(xué)測(cè)量。
“我們的傳感器可在全濃度范圍內(nèi)（即使是低濃度）隨乙醇含量變化而變色，” 岡田指出。
這項(xiàng)技術(shù)的真正獨(dú)特之處在于其與智能手機(jī)應(yīng)用程序的集成。用戶只需對(duì)薄膜拍攝一張照片，即可測(cè)量乙醇濃度，使其成為適用于現(xiàn)場(chǎng)、工廠或醫(yī)療場(chǎng)景的便攜式工具。
研究人員的發(fā)現(xiàn)為酒精檢測(cè)提供了更智能、更簡(jiǎn)單且更可靠的方法。從飲品質(zhì)量檢測(cè)到未來(lái)便攜式呼氣檢測(cè)的可能性，這種新型傳感器技術(shù)讓我們?cè)谌粘Ｉ钪袑?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)酒精監(jiān)測(cè)方面邁出了充滿色彩的一步。
“我們希望這項(xiàng)研究能開(kāi)拓廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，從食品飲料行業(yè)到環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)廢氣檢測(cè)和酒精呼氣分析，” 岡田表示。
更多信息：Yuto Toki 等，《基于配位不飽和金屬位點(diǎn)的金屬有機(jī)框架薄膜的溶劑化 / 蒸氣致色酒精傳感》，《Small Science》（2025）。DOI: 10.1002/smsc.202400634
來(lái)源：大阪 Metropolitan 大學(xué)
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