智能手机光学检测技术用于检测水体中污染物的研究

数字图像比色法(Digital Image Colorimetry,DIC)作为一种传感器方法具有简易、灵敏、成本低廉的优点,广泛应用于环境监测、化学及生物化学等领域。以LED面光源作为数字图像比色法的光源对六价铬水样进行了检测,显色反应后的溶液通过手机免费软件获取R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色值。由于RGB模型为非均匀的颜色参数,故把R、G、B值转化为不同的数学模型,并比较各种数学模型所得出的标准曲线的线性相关性,其中灰度吸光度模型的线性相关系数最高(R~2=0.999 2)。检测方法的线性范围为0.02～1.0mg/L,检出限为0.006mg/L,加标回收率为96.5%～107%,方法具有简便快捷、灵敏度高,适用于快速现场检测。     

杆菌肽与百里酚酞的共组装体用于大肠杆菌的可视化检测

利用溶剂环境变化诱导杆菌肽(AMP)与疏水性pH指示剂百里酚酞(TP)共组装形成纳米颗粒(AMP/TP NPs),并结合磁分离技术,利用大肠杆菌适配体修饰的磁珠(Apt-MB)捕获富集细菌,所制备的AMP/TP NPs与Apt-MB和大肠杆菌(Escherichia Coli,E.coli)混合,形成AMP/TP NPs@E.coli@Apt-MB夹心复合物,构建了对E.coli的灵敏分析平台。随着加入NaOH后溶液pH改变使AMP/TP NPs溶解产生比色信号,通过监测在590 nm处的OD值来定量E.coli。E.coli浓度在2.08×10¹～2.08×10⁵ CFU·mL^-1范围内与OD_{590 nm}呈现良好的线性关系,检测限低至1.66 CFU·mL^-1。此外,将比色信号与智能手机结合有利于现场即时定量检测。该工作为食品安全、临床诊断和环境监测等领域中实现即时检测细菌提供了新方法。     

高速相机及智能手机在液体黏滞系数测量上的应用

液体黏滞性的测量非常重要,目前最常用的落球法是通过激光发射探头测量小球匀速下落过程中的速度,进而计算黏滞系数.然而,实际操作过程中,激光器的调节往往很困难,而且容易出现小球下落过程中难以穿过激光的现象,导致实验成功率低.本文通过实验研究智能手机及高速相机在落球法测黏滞系数中的应用,对比常规方法与智能手机或高速相机的测试...     

基于Phyphox的气垫导轨上弹簧振子的阻尼系数研究

组装ESP32开发板和超声波测距传感器,让装有Phyphox软件的智能手机通过蓝牙接收传感器的信号,研究弹簧振子在气垫导轨上做阻尼运动中不同挡板面积对阻尼系数的影响。实验结果显示,阻尼系数与挡板面积呈线性关系。     

基于智能手机外设传感器的冷却法测量金属比热容

金属比热容测量的传统方法是冷却法,用此方法通常需要手动控制秒表测量金属的降温时间从而引入较大的误差.为了克服该方法的弊端,采用外设温度传感器通过蓝牙连接智能手机,实时采集金属的降温曲线,实现对降温时间的精确测量.该方法不仅避免了人工控制秒表测量时间的误差,同时还能得到温度随时间下降的连续曲线,方便调入Origin软件对数据进行拟合和计算.实验研究表明：该实验结果与标准值符合得很好.     

基于智能手机的振动现象研究及应用

本文利用智能手机内置传感器与Phyphox软件,探究了简谐振动的周期公式和耦合双自由度振动的规律,测量了多自由度振动系统(人行天桥)的固有频率.实验结果表明,用手机和Phyphox得出的简谐振动周期公式与理论公式非常接近.对双自由度系统,验证了简正模思想在分析耦合振动系统是可行的.对于桥梁这样复杂的多自由度振动系统,运用手机就可以很方便地测量其固有频率.     

智能手机影响幼儿脑发育

据英国《卫报》报道,美国波士顿大学医学院的研究人员向人们敲响警钟,称大众深知电视和视频会对年幼儿童产生负面影响。然而在移动设备会对学龄前儿童大脑造成何种影响这一问题上,全社会普遍认识不足。     

基于纳米金-适体结构的智能手机补色波长法检测磺胺二甲嘧啶

通过制备纳米金颗粒-适体结构,结合智能手机数字比色法实现了磺胺类抗生素磺胺二甲嘧啶(SDM)的快速定量检测。核酸适体通过静电作用结合在纳米金颗粒表面,可通过改变纳米金颗粒表面的电荷密度,使纳米金无法聚集,结合适体链的纳米金溶液呈现稳定的红色;目标分子与适体链特异性结合后,导致适体链从纳米金颗粒表面脱离,进而纳米金颗粒发生聚集,溶液颜色由红色变成蓝紫色。利用智能手机获取检测溶液的数字化图片,并用自行设计开发的手机App对图片的补色波长进行分析,可实现对SDM的定量检测。该方法检测范围为0~5μg/m L,检出限为0.13μg/m L。     

基于智能手机和RFID的内河航运动态监管与信息服务系统研究

近年来,我国的内河航运得到了长足发展,其运能大、占地少、能耗低、污染小的独特优势和带动经济社会发展的作用逐步凸显。然而,由于航道分布广泛、错综复杂且通行船舶大小各异,我国的内河航运很难实现对船舶的全面动态监管,不能提供优质的信息服务。随着计算机技术和电子技术的不断发展,GPS、AIS、RFID等技术在内河航运监管与服务系统也逐渐出现,此类技术的应用在一定程度上实现了船舶的动态监管或信息服务。针对现有技术因为岸基建设成本或终端成本高而无法实现推广的状况,将充分利用智能手机定位功能和RFID的身份识别功能,同时结合手机通信网络,提出一种基于智能手机和RFID的内河航运管理与服务系统。该系统借助于现有网络运营商的手机通信网络,只需要增加一个RFID标签和在智能手机上安装一个第三方软件便可实现对船舶的全面动态监管,并能提供丰富的信息服务。极大降低了内河航运监管与服务系统的建设成本,具有较强地实际推广意义。     

基于智能手机的自制浊度仪及其应用

基于透射比浊法原理,设计了基于学生经验、易于学生自制的简易浊度仪。利用智能手机内置的光强传感器获得入射光、透射光数据,结合用标准溶液绘制的标准曲线,可定量测得样品的浊度。自制浊度仪可应用于多种探究实验和科学实践活动,不仅是一个实用的实验工具,更是学生深度学习的过程。