课题基金 / 基金详情

太赫兹超材料薄膜传感系统用于痕量检测的机理与方法研究

批准号:
22064006
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
杨霏
依托单位:
学科分类:
谱学理论与方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨霏

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
太赫兹(Terahertz, THz)光谱作为一种新型的光谱技术已经广泛应用于物理化学、生物医学、材料科学等领域。为了解决对痕量物质进行探测时难以保证较高的灵敏度的问题,太赫兹薄膜传感技术作为太赫兹光谱测量技术的发展新方向已有较多应用,但该技术的理论基础、测量准确度和可靠性等还没有进行系统研究。本课题拟以塑化剂乙醇溶液为研究对象,采用太赫兹超材料薄膜传感器作为测量仪器,系统研究太赫兹光谱薄膜传感器测量痕量物质的测量机制和分析方法。基于拓扑优化方法设计出高灵敏度的太赫兹超材料薄膜传感器,并研究相应的光谱数据分析算法,最后,结合化学计量学方法建立痕样品的定量分析模型,最终为太赫兹光谱薄膜传感技术在食品检测等领域的实际应用打下基础。
英文摘要
As a new spectral technique, Terahertz (THz) spectroscopy has been widely used in the fields of physical chemistry, bio-medicine, material science and so on. In order to solve the problem of lacking in high sensitivity in detecting trace samples, terahertz thin-film sensing technology has been widely applied as a new development direction of terahertz spectroscopy. However, the measurement mechanism, accuracy and reliability of this method have not been studied systematically. In the research project, plasticizer-ethanol solution is chosen as the research object, and the terahertz metamaterial thin-film sensor is usde as the measuring instrument to systematically study the measuring mechanism and analysis method of trace substances measured by terahertz thin-film sensor. Based on the topological optimization method, a high sensitivity terahertz thin-film sensor is designed, and the corresponding spectral data analysis algorithm is studied. Finally, the quantitative analysis model of trace sample is established by combining chemometrics method, which lays the foundation for the practical application of terahertz thin-film sensor technology in food detection and other fields.
太赫兹(Terahertz, THz)光谱作为一种新型的光谱技术已经广泛应用于物理化学、生物医学、材料科学等领域。为了解决对微、痕量物质进行探测时难以保证较高的灵敏度的问题,太赫兹薄膜传感技术作为太赫兹光谱测量技术的发展新方向已有较多应用,有必要对该技术的理论基础、测量准确度和可靠性以及分析方法展开系统研究。本项目在我们前期工作的基础上,开展了太赫兹薄膜传感技术的理论测量模型,光谱数据分析方法以及太赫兹薄膜传感在药物分析中领域的应用基础研究。首先基于不确定度分析理论建立了太赫兹薄膜传感技术测量极限模型,初步解决了太赫兹时域光谱测量液体薄膜样品的测量准确性和可靠性评价问题。其次,利用太赫兹薄膜传感技术结合密度泛函理论表征了水杨酸胍的氢键网络(包括内部氢键、单体间氢键、二聚体间氢键)的详细结构信息(类型、作用、角度和键长)。通过Hirshfeld表面分析和二维指纹图验证了8-羟基喹啉水杨酸盐与其母体分子的分子间氢键存在完全不同的振动模式,这将为利用太赫兹薄膜传感技术实时监测药物化合物的化学和生物过程奠定了良好的基础。最后,利用太赫兹光谱技术结合其他分析技术(包括HPLC技术、色谱质谱联用技术)开展了药物分析领域中的应用研究,包括确定了苗药淫羊藿的特征质量标志物,探索了基于碳纳米管材料用于太赫兹薄膜传感检测农残的可能性。本项目的研究成果将为太赫兹光谱薄膜传感技术在食品、药品检测领域的实际应用打下基础。
基于THz时域光谱技术的多溶质水溶液水合作用的研究
  • 批准号:
    21503045
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    杨霏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金