谁知道太赫兹?

太赫兹是指频率在0.1到10赫兹之间的电磁波,1赫兹= 10 12赫兹。太赫兹波介于微波和可见光之间,在长波波段与毫米波重合,在短波波段与红外线重合。它在电磁波谱中占有非常特殊的位置,因此具有许多特殊的性质。

低聚果糖是一种高效、实用、无污染、无残留的抗生素替代品。不仅能改善肠道微生态,还能调节蛋白质和脂肪代谢,提高机体免疫力。日本约有500种低聚果糖,已被视为一种食品。一些发达国家已经将低聚果糖作为功能性添加剂应用于畜牧业。雪莲果富含低聚果糖,其水溶性膳食纤维能促进肠道蠕动,润肠通便。最奇妙的是,它还是双歧杆菌繁殖生长的最佳营养成分,是双歧杆菌的增殖因子。因此,研究适合当地的雪莲果高效栽培模式具有重要的市场意义。但由于糖类分子缺乏振动吸收,以往的光谱方法很难获得其特征光谱,因此很难准确测定低聚果糖。但太赫兹覆盖光谱范围广,功率弱,穿透能力强,对生物样品无损伤。用太赫兹技术测定,可以显示不同的碳水化合物在太赫兹波段有各自的特征吸收峰。因此,太赫兹技术可以用于辅助雪莲果等富含低聚果糖植物的育种,这将是技术上的重大突破和创新。在中国,电子科技大学、四川农业大学、四川省农业科学院、欧华生物科技电子科技创新有限公司联合申报了利用太赫兹技术引入富含低聚果糖植物的项目。该项目重点研究低聚果糖太赫兹特征光谱的测定,富含低聚果糖的雪莲果的引种、选育和产业化。近日,该项目已顺利通过成都市科技局的审批。这标志着太赫兹技术在四川省的应用得到实质性推进,对太赫兹产业化具有重要意义。2.隐藏的太赫兹波:从检测肿瘤到探索宇宙。

用于骨折荧光成像的x射线和用于加热剩菜的微波都是电磁波的一部分,电磁波也包括光波和无线电。

与此同时,鲜为人知的太赫兹波正被用于穿透衣服,识别爆炸物和毒品,以及检测肿瘤。太赫兹波经常被忽视,甚至已经开始被用于探索宇宙。

电磁波谱从一端长波长的无线电波跨越到另一端高能短波长的X射线和伽马射线。在微波和X射线之间,光谱中研究最少的区域,T射线,或太赫兹射线,位于其中,这是宇宙中最常见的射线形式。

如果你从未听说过太赫兹波,那是因为科学家仍然难以控制它们。虽然1890年PhysicalReview第一页上发表了第一篇关于这一课题的科学论文,但到目前为止,太赫兹射线的产生、探测和利用仍然面临挑战,阻碍了技术的研发。

近十年来,研究人员开始开发波导、滤波器和分光器,通过更有效的太赫兹射线发生器和探测器来操纵太赫兹波。

一家名为QinetiQ的公司使用毫米波摄像机拍摄了一名穿着全套服装的男子的图像,标记了隐藏的枪支。太赫兹相机被认为是类似的,但更有用。

“在这一点上,这项技术还不成熟,”莱斯大学太赫兹实验室的电气工程师DanielMittleman说。“太赫兹是现在才出现的,X射线是1905年发现的,比伦琴发现X射线晚十年。”

许多日常材料,如衣服、塑料和木材,在太赫兹成像中看起来是透明的。此外,对不同频率辐射的吸收取决于材料的类型。

根据吸收频率,研究人员已经能够识别具有独特“指纹”的特殊爆炸物和药物。

比如装有白色粉末的信封,肉眼是无法判断的。但借助太赫兹成像,邮政工作可以确定包裹里的粉末是兴奋剂还是阿司匹林。行李中的爆炸物会更容易被发现。太赫兹波已被用于各种工作。

这项技术已经在一些医院得到应用,作为医生检测肿瘤的一种新型、无害的诊断工具。与以前的检测工具相比,这种方法减少了成本和痛苦。英国利物浦大学的研究人员希望通过用太赫兹射线轰击皮肤癌细胞来摧毁它们。

PhillipMorris等香烟制造商正在研究如何利用太赫兹波进行工厂质量控制。

香烟装入盒子后,成像系统会检查每支香烟的水分含量和烟草密度。传统方法可能会使工人面临辐射的风险,但在工厂安装太赫兹设备不会有危险。

“这是高端技术解决低端技术问题,但目前还没有能解决的低端技术。”米特勒曼说,“所以这种高科技解决方案是最好的解决方案。”

制药公司还采用高科技解决方案,在不将针头插入胶囊的情况下测试其药丸的成分。太赫兹成像技术甚至可以测量药丸糖衣的厚度。

在密歇根州Picometrix公司制造的太赫兹成像系统的帮助下,美国国家航空航天局可以发现航天飞机隔热瓦泡沫材料中的小缺陷。

太赫兹也有天文应用。计划于2008年发射的卫星赫歇尔太空天文台是哈勃太空望远镜的太赫兹版本。在智利,世界上最大的望远镜阵列之一阿塔卡马大型毫米波亚毫米波干涉阵列(ALMA)正在建造中。它将探测太赫兹波长的电磁波,希望能发现早期宇宙中的物体。

尽管如此,太赫兹技术仍处于初级阶段,米特勒曼警告大家要意识到夸大太赫兹波实际能力的危险。

“人们对太赫兹的利用可以列出一长串,而且并没有完全涉及。”他说,“我坚信我会在一些想法上取得成功。如果成功是我们想都没想过的事情,我不会感到惊讶。”