“红外线”红外成像技术突破 开辟生物医学领域应用

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红外线是自然界存在广泛的辐射之一，只要物体温度在零度(-273.15℃)以上就会源源不断地向外辐射红外线信号。红外线的电磁波波长在0.75~1000μm之间，其中在0.75~3μm范围内的红外线被称为近红外或短波红外。近红外是电磁波谱的重要组成部分，广泛应用于航空航天、光通信、大气探测、生物检测等多个领域。

近红外光成像是利用目标反射环境中普遍存在的短波红外辐射进行成像，而不是目标自身发射的红外辐射。近红外光所成的像与肉眼看到的可见光成像相似，但是由于成像器件需要红外光电探测器与读出电路集成，而集成工艺非常复杂，因此近红外光成像一直没有很大的发展。

近，上海科技大学物质学院的研究人员以胶体量子点材料为基础，制备出一种新型红外上转换器件，大大提高了探测率并降低了探测器的成本，而且这种红外上转换器件在生物成像和可穿戴电子领域也有较好的应用前景。

红外上转换器件由红外光电探测器和发光二极管组成。研究人员利用胶体量子点材料制作转换器件的红外吸收层和可见光发射层。胶体量子点材料可以通过溶液法制备，与传统转换器件的真空沉积制备方法相比，溶液法不仅成本低，制备方法还很简单。

针对传统转化器件整体光子—光子转换效率较低的问题，研究团队将银纳米粒子引入到探测器的氧化锌电子传输层中，使胶体量子点红外探测器外量子效率达到8000%，探测率达到6×1012Jones，响应速度在毫秒量级。与胶体量子点发光二极管结合后，红外上转换器件的光子转换效率达到6.5%。这些数据在类似的产品中都位居前列。

在探究该器件的应用领域时，研究人员发现，利用红外上转换器件，红外线照射可以实现小鼠乳腺组织中正常组织和癌变组织的区分。这意味着红外上转换器件可以用于生物医学领域的红外线成像，而红外线作为一种对人体无害的辐射，将在生物成像领域开辟广阔的应用市场。同时，研究人员还成功制作了柔性红外上转换器件，可以应用于穿戴电子设备。新的红外成像技术与可穿戴电子设备的结合，也许将给医疗器械行业带来巨大的改变。

资料来源：科技日报

编辑点评：红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，而利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像，相信随着红外转换器上各设备的完善与更新，近红外光成像技术能得到更好的应用，并能为人类生产与生活贡献更多力量。

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