微型科學(xué)儀器：“小不點”大作用

我們的常識中，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(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勁呢!

　　微型科學(xué)儀器的面世除了幫助人類更便捷的對微觀領(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、微型探測器、微型光譜、微型監(jiān)測器這些微型科學(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(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(xué)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(yuǎn)的樣品進(jìn)行遠(yuǎn)程化學(xué)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(xué)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(xué)聯(lián)合中國人民軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成跨學(xué)科團(tuán)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(tuán)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(yuǎn)優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的、美國腦科學(xué)計劃核心團(tuán)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(xué)領(lǐng)域新的測量工具和尺度，推動這一學(xué)科進(jìn)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(xué)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(xué)賈爾斯·哈蒙德和他的研究團(tuán)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(jìn)行重力勘探調(diào)查，以應(yīng)對低空飛行中降低安全風(fēng)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(xué)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(yán)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(yù)警能力，提高對相關(guān)環(huán)境風(fēng)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(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，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(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(biāo)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(xué)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(xué)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(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)。