智能手机图形比色法快速测定水中的高氯酸盐

高氯酸盐是水环境中一种典型的难降解的持久性无机污染物,具有高度水溶性及扩散性。地表水及地下水中的高氯酸盐可以通过多种方式保存在食物和饮用水中,对人体健康造成严重危害。针对传统的高氯酸盐检测技术操作复杂、检测周期长、成本高且不便于即时检测等问题,本文提出了一种智能手机快速测定高氯酸盐含量的新方法,以充分发挥其能简便、准确、快速现场检测水高氯酸盐的优势。本研究采用由3D打印箱、扩散板、补光灯和智能手机构建的数字图像比色装置完成了水中高氯酸盐浓度的快速检测,探讨了手机型号、光源、干扰离子对数字图像比色装置检测结果R（红）、G（绿）、B（蓝）值的影响。结果表明,以R-通道数字信号值作为测定值时,高氯酸盐在0 μg/L~600 μg/L浓度范围内呈良好的线性关系,线性方程为y=-0.1505 x+150.66,相关系数为R2=0.995,加标回收率为96~107%,检出限为27.7 μg/L,测定限为88 μg/L。选择白光、iPhone 11检测两组不同浓度高氯酸盐的实际水样,以探究重现性,测定结果的相对标准偏差为3.2%~4.0%,回收率为95%-107%,本方法具有一定的可行性和准确性,为现场快速测定水中高氯酸盐提供了一个新思路。     

用智能手机测量圆柱形管中的声速

基于驻波形成原理,在智能手机上安装频谱软件作为频谱分析仪,测量声音在圆柱形管中共振时的固有频率,并计算出声速.通过两端开口的圆柱形管和一端开口的圆柱形管所测声速分别为341.19 m/s、339.25 m/s,相对误差分别为0.46%和1.1%.与昆明当地声速的理论值相当一致,并实现了声波共振的可视化.这一研究对于开发现代化的教具,促进教学质量和教学水平的提高具有重要意义.     

基于大黄酸碳点荧光探针检测烟叶含水量的研究

以Mg2+和大黄酸作为前驱材料制备大黄酸碳点,基于水对大黄酸碳点荧光信号的猝灭作用,借助智能手机RGB信号采集技术,建立了简单快速测定烟叶加工过程中水含量的分析方法。荧光猝灭机制表明：质子溶剂水与非质子溶剂二甲基亚砜（DMSO）间的相互作用,可显著猝灭碳点的荧光信号。在30～1 000 mg范围内,水含量与荧光猝灭效果具有良好的线性关系,检出限达5 mg。利用智能手机采集信号,通过软件读取RGB值,结果表明在线性范围内水含量与R值有良好的线性关系（r2 = 0.990 2）。该方法可实现烟叶加工过程中水含量的现场快速测定,结果满足实际需求。方法具有简便、稳定、准确等特点,为水含量测试技术和相关探针设计提供了新的思路。     

基于智能手机的便携式毛细管电泳装置检测消毒剂中2种季铵盐

现有的小型毛细管电泳(CE)装置仍采用平板或计算机进行数据处理和分析,其便携性仍存在明显不足。针对这一问题,发展了一种基于智能手机的CE装置,实现了真正的便携式定量分析。该装置集成了电容耦合式非接触式电导检测(C⁴D)和蓝牙通信功能,并提供了手机界面软件。通过手机界面软件,不仅可以控制CE装置的电泳运行,还可以实时接收C⁴D检测器发出的数据信息,显示电泳图谱和进行数据处理。该装置尺寸为20 cm×20 cm×15 cm,重量为2 kg。为了验证所设计装置的性能,采用季铵盐(QAs)消毒剂(十二烷基二甲基苄基溴化铵(DDBAB)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB))作为分析对象。实验数据表明,DDBAB和DTAB线性范围分别为20~1000和30~1000 μmol/L,线性回归方程的相关系数(R²)分别为0.9995和0.9989,检出限(LOD)分别为10和13 μmol/L,日内相对标准偏差(RSD, n=3)分别为1.9%和2.7%。另外实验对DDBAB和DTAB混合离子液进行了测试,在8 min内可实现基线分离。最后,对现场使用的新洁尔灭消毒液中QAs进行了加标回收试验,DDBAB和DTAB的回收率分别为100.5%~101.5%和96.2%~99.3%。研究结果表明,所开发CE装置具有线性好、LOD低、重复好、准确性高,尤其便携好等优点,可用于消毒液中QAs现场定量检测。     

基于Phyphox程序的“电磁感应定律”定量探究实验改进

法拉第电磁感应定律是高中物理电磁学部分的重点内容,由于缺乏定量实验的支撑,学生往往理解起来存在较大困难.基于Phyphox程序和自制实验教具,设计了一套高中物理实验仪器,不仅实现了定量探究,而且克服了现行实验方案的缺点,便于学生理解.     

利用智能手机居家测量声速和重力加速度

利用两部智能手机,借助手机软件phyphox在家进行了多普勒效应实验.两部手机分别作为接收器和声源,让接收器和声源分别做自由落体运动,测得了接收频率和运动速度随时间的变化曲线,通过对数据的处理得到了声速和重力加速度值,并和理论值进行了对比,验证了用手机进行多普勒效应实验的可靠性,为以后实验的进行以及数据处理提供了参考.     

手机全息显示将取代裸眼3D显示

智能手机发展到今天很大程度上已经形成了一种相对饱和的局面。我们发现消费者在面对各种各样千篇一律的智能手机时,很难快速地判断该购买哪款机型。当然,这并不是说手机本身的硬件配置不满足需求,相反目前呈现出的是一种硬件过剩的尴尬局面。     

利用智能手机研究平板小角摆动的周期

等长的双线悬挂的平板在水平方向的摆动是一个复杂的问题。本文首先从理论上研究了平板在水平方向的小角摆动属于简谐振动。其次，利用安装Phyphox软件的智能手机及其光传感器功能测量该平板的运动周期。并改变放置在平板中央的铁球的质量，测量该系统摆动周期的变化规律。并用origin绘制周期图，以此计算了平板摆动的周期。实验结果与理论结果符合得很好，这一研究对处理复杂系统的摆动问题提供了实验验证方法。     

基于智能手机定量测定蛋白质的方法研究

利用智能手机完成了蛋白质浓度的检测,确定了用于图像比色的参数,方法适用于有颜色反应的分析物浓度检测。利用该法检测的相关系数大于0. 99,检出限为0. 21 g/L。考察了不同品牌手机的检测效果,结果表明,检测效果与手机硬件的配置无明显关联。考察了该方法的重复性,对单个样本检测时,3种质量浓度样本的相对标准偏差(RSD)分别为2. 0%、4. 6%、11. 9%;对4个样本进行同时检测,RSD分别为2. 2%、3. 8%、3. 5%、11. 5%。考察了亮度、色温、拍摄距离的影响,结果显示,亮度与色温对检测结果无影响,而拍摄距离有影响。手机APP与分光光度计对样本检测结果的相关系数(r2)为0. 969。该方法准确、重复性高、便携、操作方便,可实现多种分析物实时现场的快速检测。