NASA和MIT強強聯手開發(fā)天基量子點光譜儀

  Mahmooda Sultana，是NASA哥達德太空飛行中心（位于馬里蘭州格林貝爾特）的工程師，他正在與麻省理工學院的化學教授Moungi Bawendi合作，開發(fā)一個基于新興量子點技術（Bawendi團隊開發(fā)）的成像光譜儀原型機。

 NASA和MIT強強聯手開發(fā)天基量子點光譜儀　　　　NASA技術專家與新納米技術的發(fā)明者合作，這種納米技術可以改變空間科學家構建光譜儀方式，而光譜儀是幾乎所有科學學科使用的重要裝置，可以測量從天體包括地球本身發(fā)出的光的性質?！　　　ASA Goddard太空飛行中心的研究工程師Mahmooda Sultana，現在正在與麻省理工學院(MIT)的化學教授Moungi Bawendi合作，開發(fā)基于Bawendi課題組開創(chuàng)的新興量子點技術的原型成像光譜儀。　　　　該技術能夠轉變太空科學家建造光譜儀的方式。光譜儀是所有科學領域用來測量光(天體發(fā)出的，包括地球的)的特性的最重要裝置。美國宇航局的中心創(chuàng)新基金為這項具有開創(chuàng)性的、高風險技術提供了資金支持?！　　　≈С譂撛诘拈_拓性、高風險技術的NASA中心創(chuàng)新基金正在資助這項嘗試?！　　　∫肓孔狱c　　　　量子點是在20世紀80年代初發(fā)現的一種半導體納米晶體。肉眼不可見，在測試中已經證明這些點根據它們的尺寸、形狀和化學成分可以吸收不同波長的光。該技術對于依賴光分析的應用包括智能手機攝像頭、醫(yī)療設備以及環(huán)境測試設備來說是很有潛力的?！　　　?ldquo;這是非常新穎的，” Sultana說，她認為這項技術可以小型化以及引起天基光譜儀的革命性變革，特別是那些用于無人駕駛飛行器和小衛(wèi)星的設備。“它真的可以簡化儀器集成。”　　　　吸收光譜儀，顧名思義，測量光與樣品(例如大氣氣體)的相互作用中作為頻率或波長的函數的光的吸收?！　　　≡谕ㄟ^樣品或與樣品相互作用后，光到達光譜儀。傳統(tǒng)的光譜儀使用光柵、棱鏡或干涉濾光器將光分成其分量波長，然后它們的檢測器單元進行檢測以產生光譜。光譜吸收越強烈，特定化學物質的含量就越大。　　　　雖然天基光譜儀由于小型化技術已經變得越來越小，但是它們仍然相對較大，Sultana說。“較高的光譜分辨率對于使用光柵和棱鏡的儀器需要較長的光路。這通常會導致儀器變大。而在此，使用量子點作為濾波器根據其大小和形狀吸收不同的波長，我們可以做一個超緊湊的儀器。換句話說，你可以淘汰掉如光柵、棱鏡和干涉濾光片等光學部件。”　　　　同樣重要的是，該技術允許儀器開發(fā)人員生成幾乎無限數量的不同點。隨著它們的尺寸減小，量子點吸收的光的波長也減小。“這使得可以產生連續(xù)可調但又不同的一組吸收濾光器，其中每個單元都是由具有特定尺寸、形狀或組成的量子點組成。我們將精確控制每個點的吸收。我們可以自定義儀器來觀察在高光譜分辨率下許多不同波段。”　　　　原型儀器正在開發(fā)中　　　　在她的NASA技術開發(fā)支持下，Sultana正在努力開發(fā)，熱真空和振動試驗合格，并展示了對太陽和極光成像所需的可見波長敏感的20×20量子點陣列。然而，該技術可以很容易地擴展到覆蓋更廣泛的波長范圍，從紫外到中紅外，這可能在地球科學、太陽物理學和行星科學中找到許多潛在的空間應用，她說?！　　　≡诤献髦校琒ultana正在開發(fā)一種特別用于CubeSat應用程序的儀器概念，MIT博士生Jason Yoo正在研究合成不同前體化學品以生產量子點，然后將其打印到合適基材上的技術。“最終，我們希望將量子點直接打印到檢測器單元上，”她說?！　　　?ldquo;這是一項非常新穎的技術，” Sultana補充說，她承認正處在它發(fā)展的早期。“但我們正在努力快速提高其技術準備水平。一些可能受益的空間科學機會正在籌備中。”