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AI增強化學傳感檢測 實現(xiàn)高精度異丙醇氣體檢測
2023年05月09日 08:31:13
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：4933
東南大學與新加坡國立大學的聯(lián)合科研團隊提出了一種AI增強離子淌度質譜與中紅外光譜的協(xié)同方法，實現(xiàn)了丙醇的高精度識別。
【化工儀器網 項目成果】近日，東南大學與新加坡國立大學的聯(lián)合科研團隊在Nature Communications期刊發(fā)表了一項研究成果，提出了一種AI增強離子淌度質譜與中紅外光譜的協(xié)同方法，實現(xiàn)了丙醇的高精度識別。該項研究為氣體混合物的快速響應和準確檢測提供了一種新方法，有望在環(huán)境安全及醫(yī)療健康領域發(fā)揮重要作用。
異丙醇(IPA)是一種用途廣泛的重要化工產品和原料，可用于制藥、化妝品、塑料、涂料、消毒劑等。異丙醇具有一定危險性，長期暴露及吸入可能會出現(xiàn)各種醫(yī)療保健問題，例如皮膚刺激、神經系統(tǒng)疾病和呼吸系統(tǒng)損傷。因此，快速準確地檢測IPA分子非常重要。離子淌度和中紅外光譜是常用的精度較高的IPA方法。然而離子淌度需要高壓電源和嚴格的操作環(huán)境(例如真空或低壓)，而傳統(tǒng)的中紅外光譜在低濃度鑒定過程中受到響應不佳的限制。這兩種方法在IPA檢測上都有缺點。
為實現(xiàn)選擇性好、響應快、靈敏度高的IPA檢測，研究人員提出了一種利用多開關摩擦電納米發(fā)電機輔助的基于IMMS的人工智能(AI)化學檢測方法。自供電的摩擦發(fā)電機提供了額外的高壓電源，產生的高壓大大增強了離子淌度在低和環(huán)境氣壓下的精確IPA檢測中的使用。同時，中紅外光譜降低了IPA分子隨吸收和反射的響應，從而精確地獲得波長和響應。而摩擦電發(fā)電機產生的冷等離子體也增強了異丙醇傳感的中紅外光譜響應
此外，采用人工智能增強方法的數(shù)據(jù)處理將結合離子淌度傳感和增強的中紅外響應的優(yōu)勢，從而實現(xiàn)超高精度和寬范圍檢測。通過IPA分子與等離子體放電和中紅外輻射的相互作用，可以準確識別IPA的種類和濃度以及輸出信號響應。然后，從這兩種機制獲得的原始數(shù)據(jù)被發(fā)送到計算機進行進一步分析。在深度學習技術的輔助下，離子放電和中紅外方法協(xié)同機制的信息可以以約99%的準確率進行識別，而傳統(tǒng)的IPA識別只能達到50%的準確率。
編輯點評：研究團隊利用摩擦電納米發(fā)電機輔助離子淌度和中紅外光譜，解決了這兩種方法在IPA檢測時的缺陷，同時結合AI技術使數(shù)據(jù)的處理分析更加準確，從而實現(xiàn)了IPA分子的高精度檢測。IPA的廣泛使用使其對人體健康的影響更受重視，IPA分子的高精度檢測可以更好地為人們提供保護。此外IPA也是糖尿病等疾病地生物標志物，該方法在呼出氣檢測中也有一定的應用價值。
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