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微型科学仪器：“小不点”大作用

2018.3.20

我们的常识中，科学仪器都是体积庞大的，至少也是如同家电般大小，才能够完成一些实验任务。但是，随着科技的发展和一些特定领域的需要，许多微型科学仪器也在人类的科学研究、生产生活中发挥了巨大作用，所谓麻雀虽小五脏俱全，这些微型科学仪器的性能也是异常强劲呢！微型科学仪器的面世除了帮助人类更便捷的对微观领域进行探索之外，也在其他领域让人类获得了极大的便利。如今微型显微镜、微型探测器、微型光谱、微型监测器这些微型科学仪器已经得到了广泛应用，我们一起来看这些“小不点”究竟发挥了什么样的大作用吧？

　　微型拉曼光谱仪

　　美国科学家研发出超小微型拉曼仪，能够以10微米的分辨率在几厘米(2-20厘米)范围内检测和鉴定矿物质、有机物和生物材料。SUCR仪器结构紧凑，比其他微型拉曼仪器快得多，采用之前在夏威夷大学开发的直接耦合拉曼系统设计，可在日光下对距离仪器100米远的样品进行远程化学检测。这款微型拉曼光谱仪打破了传统仪器的局限性，不再那么容易受到干扰。也就是说，它可以不受行星上各种恶劣辐射条件的影响，可以更好地为研究人员搜集和发回信息，提供化学分析所需的样品，并将被用来寻找外星生命。

　　微型荧光显微镜

　　北京大学联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队，成功研制新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，重量仅为2.2克。该科研团队通过这一微型显微镜获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像，这款微型显微镜远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。如此先进的新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，将作为系统神经生物学领域新的测量工具和尺度，推动这一学科进入新的时代。利用这款显微镜，能够看到以往难以观测到的生物现象，加深研究人员的脑科学研究，或许还将助推“模仿脑”科技的实现。

　　微型重力仪

　　重力仪全称为重力加速度仪，用于测量本地重力加速度中的微小变化。英国格拉斯哥大学贾尔斯·哈蒙德和他的研究团队，开发出一种小型化的重力仪，由面积15平方毫米、重量25克的硅片组成，这款微型重力仪可以用于测量地球潮汐，还可以用在无人机上进行重力勘探调查，以应对低空飞行中降低安全风险的需要。重力仪在油气勘探或者其他民用工程方面，它也有积极地应用，然而受价格和体积限制，以前对它的使用并不普及，而微型重力仪的出现很好地解决了这些问题，它不仅可以用于无人机，在对大自然的探测和智能设备的发展方面也有不可比拟的优势，将在地质科研人员的科学探测中发挥重要作用。

　　大气污染微型监测站

　　大气污染微型监测站大气污染连续监测系统的组成部分，是一个装有采样装置、污染物连续监测仪器、气象参数测定仪器、数据传输及其辅助装置的实验室。它不仅体积小巧、能力出众，能够精准监控区域大气污染，做到对破坏空气质量问题严格监控，发现一处问题查处一处，还是它环境监测部门实时监测空气质量，加强空气预警能力，提高对相关环境风险防控和突发事件应急的能力的好帮手。

　　医用微型光谱仪

　　北京微乎科技有限公司自主设计研发“一种用于体液快速检测的医用微型光谱仪”成功申获国家实用新型ZL，这款光谱仪采用全新设计的光学系统，使尺寸大大减小，可集成在医疗器械上，方便随手操作进行光谱检测，并将检测数据结果通过接口直接传输给医疗设备，不仅简化了液体检测流程，也可应用到个人家用医疗检测。笔者认为随着光谱技术的发展光谱仪器也朝着小型化、智能化的方向转变，甚至民用光谱仪市场将成为未来光谱仪的最大市场。光谱仪的小型化是发展的必然，开发便携、便宜的微型光谱仪，满足量大面广的民用检测需求，将是未来微型光谱仪发展的必经之路。

　　微型传感器

　　美国研究人员设计出了一种能实时检测油气中甲烷排放情况的微型传感器芯片，仪器可以提供实时警报，并标记时间和位置等信息，而且设计成本较低。由于这款传感器包含激光和玻璃缆线通道，能有效检测空气中甲醛含量，便捷且成本低廉，有利于及时获得检测数据，从而迅速排除危险隐患，有利于保障工作人员的生命健康安全，也有利于减少公司、工厂财产的损失。我们也希望科学研究人员可以多研制这类检测仪器，保障危险行业从业者的人身安全。

　　了解了科学仪器中的“小不点”之后，你是否被它们的神奇能力所震撼呢？这样体积小巧却神通广大的科学仪器在人类科学研究、生产生活中还有许多，你也可以用自己智慧的双眼去发现。除此之外，在下一篇文章中笔者将为读者朋友们介绍科学仪器中的“大块头”，如果你有什么新发现也可以在文章下方留言参与讨论哦。

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