微型科學儀器：“小不點”大作用

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

　　微型科學儀器的面世除了幫助人類更便捷的對微觀領(lǐng)域進行探索之外，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、微型探測器、微型光譜、微型監(jiān)測器這些微型科學儀器已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，我們一起來看這些“小不點”究竟發(fā)揮了什么樣的大作用吧?

　　微型拉曼光譜儀

　　美國科學家研發(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)檢測和鑒定礦物質(zhì)、有機物和生物材料。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開發(fā)的直接耦合拉曼系統(tǒng)設(shè)計，可在日光下對距離儀器100米遠的樣品進行遠程化學檢測。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，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，提供化學分析所需的樣品，并將被用來尋找外星生命。

　　微型熒光顯微鏡

　　北京大學聯(lián)合中國人民軍事醫(yī)學科學院組成跨學科團隊，成功研制新一代高速高分辨微型化雙光子熒光顯微鏡，重量僅為2.2克。該科研團隊通過這一微型顯微鏡獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動清晰、穩(wěn)定的圖像，這款微型顯微鏡遠優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導的、美國腦科學計劃核心團隊所研發(fā)的微型化寬場顯微鏡。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)生物學領(lǐng)域新的測量工具和尺度，推動這一學科進入新的時代。利用這款顯微鏡，能夠看到以往難以觀測到的生物現(xiàn)象，加深研究人員的腦科學研究，或許還將助推“模仿腦”科技的實現(xiàn)。

　　微型重力儀

　　重力儀全稱為重力加速度儀，用于測量本地重力加速度中的微小變化。英國格拉斯哥大學賈爾斯·哈蒙德和他的研究團隊，開發(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量地球潮汐，還可以用在無人機上進行重力勘探調(diào)查，以應(yīng)對低空飛行中降低安全風險的需要。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，然而受價格和體積限制，以前對它的使用并不普及，而微型重力儀的出現(xiàn)很好地解決了這些問題，它不僅可以用于無人機，在對大自然的探測和智能設(shè)備的發(fā)展方面也有不可比擬的優(yōu)勢，將在地質(zhì)科研人員的科學探測中發(fā)揮重要作用。

　　大氣污染微型監(jiān)測站

　　大氣污染微型監(jiān)測站大氣污染連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分，是一個裝有采樣裝置、污染物連續(xù)監(jiān)測儀器、氣象參數(shù)測定儀器、數(shù)據(jù)傳輸及其輔助裝置的實驗室。它不僅體積小巧、能力出眾，能夠監(jiān)控區(qū)域大氣污染，做到對破壞空氣質(zhì)量問題嚴格監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)一處問題查處一處，還是它環(huán)境監(jiān)測部門實時監(jiān)測空氣質(zhì)量，加強空氣預警能力，提高對相關(guān)環(huán)境風險防控和突發(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)計研發(fā)“一種用于體液快速檢測的醫(yī)用微型光譜儀”成功申獲國家實用新型，這款光譜儀采用全新設(shè)計的光學系統(tǒng)，使尺寸大大減小，可集成在醫(yī)療器械上，方便隨手操作進行光譜檢測，并將檢測數(shù)據(jù)結(jié)果通過接口直接傳輸給醫(yī)療設(shè)備，不僅簡化了液體檢測流程，也可應(yīng)用到個人家用醫(yī)療檢測。筆者認為隨著光譜技術(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將成為未來光譜儀的zui大市場。光譜儀的小型化是發(fā)展的必然，開發(fā)便攜、便宜的微型光譜儀，滿足量大面廣的民用檢測需求，將是未來微型光譜儀發(fā)展的必經(jīng)之路。

　　微型傳感器

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

      了解了科學儀器中的“小不點”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儀器在人類科學研究、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)。