前沿摘要
近日，日本中央大学与东京工业大学联合研究团队在Light: Science & Applications期刊上发表了一项突破性研究(https://doi.org/10.1038/s41377-025-01957-0)。该研究成功开发出一种基于碳纳米管（CNT）光热电成像技术的超宽带、多波长、无损在线监测系统，可用于药品药片的质量控制与异物检测。
核心内容
1.技术原理：
研究团队利用碳纳米薄膜光热电（PTE）成像器，实现了从太赫兹（subTHz）到红外（IR）的超宽带多波长光学监测。该系统通过不同波长下的透射率差异，识别药片内部成分和隐藏异物。
2.系统优势：
超宽带操作：覆盖4.33μm至909μm波长范围，远超传统窄带传感器。
无损非接触：无需破坏样品，即可实现成分分析与异物识别。
在线动态监测：最高扫描速度达3mm/s，可集成于制药流水线中实时运行。
高灵敏度与分辨率：碳纳米管薄膜具备超过90%的光吸收率，支持高空间分辨率成像。
3.实验验证：
成功区分不同药剂（镇静剂、退烧药、抗血小板药）的成分类别。
精准检测出药片中隐藏的塑料、玻璃、金属等异物。
实现了在模拟产线环境下的连续、自动、实时药片分类与缺陷检测。
研究意义
1.制药行业质量控制升级：
该技术可在药品出厂前实现全检而非抽检，极大降低缺陷药品流入市场的风险，提升用药安全性。
2.替代传统光谱技术的潜力：
传统FTIR、THzTDS等设备体积庞大、操作复杂且不适合在线动态监测。本研究提出的CNT成像系统小巧、灵活、可贴附集成，更适合工厂环境。
3.材料科学与传感技术的融合典范：
碳纳米管不仅具备超宽带光吸收特性，还支持溶液法打印制备，使得传感器可大面积、低成本制造，具备产业化应用前景。
4.互补于X射线检测：
与X射线擅长金属检测不同，该技术特别擅长非金属材料的成分识别，两者结合可构建更全面的无损检测体系。
图1:本研究工作原理示意图
图2:超宽带成像器基本工作原理
图3:药物片剂的制备及其基本光学性质
图4:采用CNT薄膜PTE成像器对缺陷药物片剂进行的无损超宽带多波长光学检测
图5:采用CNT薄膜PTE成像器对缺陷药物片剂进行的无损在线动态超宽带检测
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