Реализация настраиваемой гиперспектральной визуализации NIR на основе фазора. Кредит: Продвинутая наука (2025). Doi: 10.1002/Advs.202415238
Обнаружение микропластиков и выявление напряжения растений на ранней стадии-это и многое другое теперь можно сделать благодаря новому методу, основанному на измерениях света в ближнем инфракрасном виде. Это недорого и работает в режиме реального времени.
Исследователи из Бохума, Дуйсбурга, Карлсруэ и Мюнстера разработали новый метод мониторинга окружающей среды. Он основан на свете ближней инфракрасной (NIR) и позволяет пользователям получать подробную спектральную информацию из различных материалов и биологических образцов.
Команда, возглавляемая Яном Стегеманном и профессором Себастьяном Круссом из Института микроэлектронных схем и систем Фраунхофера, Германия, показала, что технология гипернир может использоваться для неконтактной идентификации различных типов пластика, например, которая полезна для процессов переработки и обнаружения микропластиков. Исследование опубликовано в Продвинутая наукаПолем
Ближний инфракрасный свет, который невидим для людей, содержит ценную информацию о химическом составе образца. Предыдущие методы отображали его в виде изображения серого или спектра, т.е. как распределение интенсивности для разных длин волн. Новый метод основан на гиперспектральной визуализации, которая представляет собой комбинацию спектральной и пространственной информации.
Используя недорогие и коммерчески доступные компоненты, исследователи могут превратить любую стандартную камеру в гипернирную камеру, чтобы преобразовать спектральную информацию в изображения. Они используют управляемую оптику поляризации для этой цели. Внешние маркеры, такие как красители, также могут быть захвачены, но не требуются.
Процесс работает в режиме реального времени
Система берет три изображения каждого образца, которые предоставляют подробную спектральную информацию. В то время как обычные методы требуют трудоемкого сканирования образца, гипернирная камера значительно быстрее. «Способность анализировать различные материалы и их свойства в режиме реального времени могут значительно повысить эффективность процессов в мониторинге окружающей среды», — предсказывает Крусс.
Исследователи, например, показали, что технология гипернир позволила им отслеживать в режиме реального времени, как растение сладкого перца поглощает воду — без контакта и без использования красителей. «Такая гиперспектральная визуализация потенциально может быть перенесена в другие молекулы», — говорит Стегеманн. «Он может быть использован для мониторинга содержания питательных веществ в растении или для обнаружения заражения вредителями и стресса растений на ранней стадии».
Приложения также возможны в биомедицине
Метод Hypernir также может быть объединен с флуоресцентной микроскопией, чтобы дифференцировать различные флуоресцентные молекулы, которые используются в качестве маркеров. Это означает, что система потенциально представляет интерес для биомедицинских исследований. Команда, возглавляемая Стегеманном и Круссом, надеется изучить эту область применения более подробно в будущем.
«Интеграция процесса в беспилотники также может помочь решить насущные экологические проблемы в области сельского хозяйства, открыв новое измерение в сборе и анализе данных», — говорит Крусс.
Больше информации:
Ян Стегеманн и др. Продвинутая наука (2025). Doi: 10.1002/Advs.202415238
Информация журнала:
Advanced Science, предоставленная Ruhr-Universitaet-Bochum
Цитирование: Hypernir Technology: Преобразование камер в экологические мониторы в реальном времени (2025, 21 марта) Получено 21 марта 2025 года из этого документа подлежит авторским правам. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
