科學(xué)家用蜘蛛絲替代光纖制造傳感器有助搜尋火星生命

歐洲空間局資助的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)用蜘蛛絲替代傳統(tǒng)的光學(xué)纖維來制造光學(xué)傳感器，這種光學(xué)傳感器可用于搜尋生物過程產(chǎn)生的微量氣體。這對(duì)于科學(xué)家尋找火星上可能存在的生命來說是個(gè)好消息，他們一直希望能有一種設(shè)備，可以檢測出微生物代謝釋放出的少量氨，同時(shí)又對(duì)火星大氣中大量的二氧化碳不敏感。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的呂克·提萬納茲說，傳統(tǒng)光纖是由石英玻璃制成的，其化學(xué)惰性使它們很難成為良好的化學(xué)傳感器，而蜘蛛絲的光學(xué)性質(zhì)可以通過化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行改性。某些特定分子的存在會(huì)導(dǎo)致蛛絲分子中的氫鍵斷裂，從而使通過的光束發(fā)生偏振變化，但這僅適用于極性分子(分子的電荷分布不對(duì)稱)，如氨;而非極性分子，如二氧化碳則不會(huì)引起反應(yīng)。

提萬納茲和他的團(tuán)隊(duì)利用雌性棒絡(luò)新婦蜘蛛的拖牽絲進(jìn)行了測試。據(jù)美國《電氣和電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)刊》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，他們發(fā)現(xiàn)，蛛絲光纖可以很好地傳輸包括可見光和紅外光在內(nèi)的光束，波長最長可達(dá)到大約1 400 nm。其中，900 nm波長紅外光的傳輸最佳，光纖損耗為4 dB/cm，雖然比二氧化硅光纖損耗高出許多，但這一數(shù)值可被降低至0.2 dB/cm，足以應(yīng)用于感應(yīng)測量領(lǐng)域。

提萬納茲表示，這種蛛絲傳感器還有更實(shí)際的應(yīng)用，比如可用于監(jiān)視工業(yè)過程或用作汽車傳感器，因?yàn)樗鼈儾幌衲切┮揽坎豢赡婊瘜W(xué)過程的傳感器一樣需要定期更換。他希望建立一個(gè)測量數(shù)據(jù)庫，將光束發(fā)生的變化與相關(guān)化學(xué)物質(zhì)一一對(duì)應(yīng)。他認(rèn)為，可以通過使用人造絲或者在蛛絲中摻雜其他化學(xué)物質(zhì)，來提高傳感器的靈敏度。