期刊速递 | 《Light Sci. Appl.》超宽带光热电机理研究,推动碳纳米管传感器在制药质控中的实际应用

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

【注】小编水平有限,若有误,请联系修改;若侵权,请联系删除!

相关推荐
stephon_1009 小时前
Agent 接入 MCP 后上下文爆炸、工具选串?一种“按需激活“的工具加载方案(含实现)
人工智能·python·ai
TickDB9 小时前
统一行情 API 查 A 股、港股、美股和数字货币:code=0 不代表 symbol 一个没少
人工智能·python·websocket·mcp·行情数据 api
滴图服务-七七15 小时前
滴滴地图:精准定位赋能企业数字化转型
大数据·人工智能·地图服务·甲级测绘资质·商业授权
爱学习的程序媛15 小时前
2026上半年大模型全景技术解读:推理融合、Agent 爆发与多模态统一
人工智能·ai
A.说学逗唱的Coke16 小时前
【大模型专题】向量数据库深度解析:从原理到实战,构建企业级 AI 知识检索底座
数据库·人工智能
果丁智能17 小时前
智能锁赋能网约房民宿数字化管控:身份核验+远程授权,筑牢安全防线、降本增效
网络·数据库·人工智能·安全·智能家居
V搜xhliang024617 小时前
AI智能体的数据安全与合规实践
人工智能·学习·数据分析·自动化·ai编程
PPIO派欧云17 小时前
PPIO登上贵州新闻联播,深化AI算力生态建设
人工智能
hai31524754317 小时前
一种通过空间几何转换进行软件编程计算的方式与现有计算的对比
人工智能·深度学习·数学建模·硬件架构·几何学·图论·拓扑学
猿饵块17 小时前
LibreOffice---文档制作
人工智能