Smartphone-Integrated放大透镜可调电浆Light-Rejection过滤器

从意大利一组研究人员开发出一种先进smartphone-integrated放大透镜和一个可调电浆light-rejection过滤器。

研究:4 d印刷Plasmon-Encoded可调聚二甲硅氧烷场上显微镜镜头的微生物。图片来源:Preechar Bowonkitwanchai / Shutterstock.com

镜头moldless 4 d印刷是捏造的聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物在nanosized-porous硅(PSi)框架原位紧随其后合成nano-thick电浆过滤器表面的镜头使用金银纳米颗粒(NPs)。欧洲杯猜球平台智能手机集成设备显示承诺真实的光过滤应用程序。这项研究在《可用先进的光学材料欧洲杯足球竞彩。

什么是电浆带阻滤波器?

电浆纳米粒子具有很高的导电金属欧洲杯猜球平台或金属纳米粒子与大量的自由表面电子/表面电浆子和负介电常数在光学频率范围显示电浆效果。

在电浆效果,电磁波等可见光光学频率范围内(从紫外(UV)到近红外(NIR))激发表面等离子体激元,让他们根据振荡波长。

这些振荡诱导和可调的表面等离子激元纳米颗粒可用于选择性地吸收或散射不同波长的光,这反过来又取决于大小、形状、成分和密度的纳米粒子。欧洲杯猜球平台

银等金属(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铜(铜),和铝(Al),和一些天然铁电材料有报道显示电浆效果。欧洲杯足球竞彩说法的透明薄膜电浆纳米颗粒表面被称为电浆带阻滤波器。欧洲杯猜球平台

制备和表征的PDMS眼镜moldless-printed纳米多孔硅模板层。moldless印刷制作的)草图的放大PDMS与不同的焦距镜头从2.5到2.8毫米,嵌入一个AgNP和/或AuNP电浆过滤器。b)的顶视图和侧视PDMS镜头倒固化后站在PSi模板层。标记5毫米(上)和1毫米(底部)。氟)几何和光学性质的PDMS镜头(10毫克)准备到PSi模板层孔隙度为58.8±0.4%,60.4±0.1%,65.5±0.1%,73.3±0.5%,77.1±0.2%,分别。误差线代表一个标准差与平均值达到了3样品/孔隙度。g)的智能手机加上PDMS透镜成像的应用程序。h)的照片chromium-on-quartz测试模式包含行宽度从250到4µm一个恒定的工作周期为0.5,获得与PDMS透镜焦距的2.8毫米坚持商业智能手机的相机,在4×数码变焦。i)的照片(h)的测试图案,捕获应用基商业智能手机使用1×,2×4×数码变焦。j)灰度强度线的配置文件(h),很明显,线条的宽度到4µm可以解决(S / N比率≈10)。图片来源:马里安尼,et al .,先进的光学材料欧洲杯足球竞彩

关于这项研究

在这项研究中,研究人员首先制作一个放大透镜基于moldless 4 d印刷的PDMS PSi框架。PDMS是透明的,惰性,无毒,不易燃,因此适合作为透镜材料。

此外,ψ是一个合适的材料,以适应大体积变化的PDMS与有机溶剂。倒热固化的PDMS pre-polymer液滴在PSi层导致的PDMS镜头长椭球的形状。

肿胀的3 d打印PDMSψ是可逆的,这有利于扭转的属性和功能的镜头在制造过程中,因此这个过程被称为四维印刷。然后从PSi基础层PDMS镜头被获取的标本。

随后,nano-thick电浆过滤器合成的PDMS透镜表面的原位fluoride-assisted口供的Ag)和非盟NPs AgF或HAuCl₄:NH₄分别F。PDMS肿胀的乙醚和己烷溶剂监管NP密度表面单位面积上的镜头,进而调制不同波长的光的传播。

准备plasmon-encoded透镜集成到智能手机研究的实际应用,如颜色调的白色发光二极管(LED),和亮场荧光显微镜检测微生物在水里。

照明的应用PDMS镜头装饰着AgNPs和/或AuNPs耦合到一个白色的商业领导。一)草图的实验配置照明应用程序测试。b)发射光谱的商业白光LED /没有裸露的镜头。c)透射光谱的PDMS眼镜装饰着:AgNPs 1、4和9分钟;AuNPs 96 h;AgNPs 9分钟+ AuNPs 96 h . d)发射光谱的光秃秃的白光LED(黑色痕迹)光谱的叠加导致加上PDMS眼镜装饰着AgNPs (c)和AuNPs。e)光谱数据(d)的代表在CIE 1931图颜色被人类的眼睛。图片来源:马里安尼,et al .,先进的光学材料欧洲杯足球竞彩

观察

扫描电子显微镜(SEM)显示PSi随机排列的圆柱孔的大小和长度约50 nm和10μm,分别和PDMS调谐孔隙度从59%降至77%。同时,统一肿胀比率约8%和10%在空中观察治疗后的镜头在乙醚和己烷,分别

PDMS镜片有无NPs被放置在智能手机和光谱的光通过光谱仪的镜头进行传播。

编码的发射光谱表明,电浆过滤镜片减毒导致排放的强度在特定的波长间隔取决于局部表面等离子体共振(LSPR),从而提供了一种简单而有效的方法来调光通过镜头的颜色。

此外,一个AgNP-decorated透镜焦距的2.8毫米被附加测试荧光成像技术应用商业智能手机的相机,然后lens-smartphone系统用于图像荧光聚乙烯微。

此外,AgNP-decorated镜头完全删除了激发光的光学密度高(OD) 3倍在403 nm波长,因此有效地检索红自体荧光的大约700海里的绿绿梭藻sp.藻细胞由于高消光比(ER) 60分贝。

体内具有亮智能手机和荧光显微镜auto-fluorescent单细胞微生物的一滴水。a、b) Brightfield生活在不同的放大照片游仆虫属daidaleos在水中获得与商业智能手机配备了PDMS镜头装饰着AgNPs 9分钟15×10的一个ethanolic解决方案⁻³m AgF。规模酒吧(a)和(b)是200和50μm,分别。c)透射谱(黑色痕迹)AgNP-decorated PDMS透镜(OD = 3,呃= 60 dB)以及光致发光光谱(红色痕迹)绿梭藻海藻兴奋的蓝色激光在403海里(蓝色跟踪)。d, e)荧光绿梭藻海藻在水中的照片获得lens-smartphone系统,与蓝色的激光激发403海里。规模的酒吧(d)和(e) 200和50μm,分别。mm f)细胞密度(细胞⁻²)与绿梭藻海藻的稀释系数获得使用lens-smartphone系统产生的荧光图像。g h)荧光的图片生活游仆虫属daidaleos绿梭藻海藻吞噬后,获得与lens-smartphone系统与蓝色激光激发403海里。规模的酒吧(g)和(h) 200和50μm,分别。图片来源:马里安尼,et al .,先进的光学材料欧洲杯足球竞彩

结论

研究人员捏造PDMS-based镜头moldless 4 d印制的PDMS pre-polymer nanosized-porous硅(PSi)框架紧随其后nano-thick电浆带阻滤波器的合成表面的镜头使用金银纳米颗粒(NPs)。欧洲杯猜球平台

透光率值的电浆过滤LSPR波长是事先内定的制造阶段通过控制肿胀和反向肿胀PDMS镜头在乙醚和正己烷溶剂。此外,这个镜头的集成与智能手机相机提供了一个成本效益,手持,field-portable几个微生物的时空映射解决方案。

参考

马里安尼,S。柯西,M。Paghi,。拉,。Strambini, L。Frontini F。朱塞佩,G。Barillaro, G。、4 d印刷Plasmon-Encoded可调聚二甲硅氧烷眼镜的球场上微生物的显微镜。放置光学板牙。2021年,2101610。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adom.202101610

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