“液體指紋”技術瞬間識別未知液體

材料牛注：每個人的指紋都是獨一無二的，通過指紋可以辨識不同的人，那怎么分辨未知液體？哈佛大學研究人員發明的“液體指紋”技術正好可以解決這一問題。

新公司Validere將對哈佛大學發明的傳感技術進行商業化應用，可以實現現場瞬時表征未知液體的化學成分和材料特性。Validere，由哈佛科學家和工程師共同創辦，獲得了最初一輪種子資本。并與哈佛大學一起，在質量保證與液體識別應用方面通過全球獨家許可協議。

Validere公司準備把水印油墨（W-INK）這項專利技術開發成便攜設備，化學泄漏首批處理人員可以用它來快速識別泄漏品；官方人員可以用它來檢查油泵上汽油的等級。與其他識別或鑒定液體的技術不同，哈佛的解決方案是廉價的、瞬時的、便攜的。

哈佛大學工程與應用科學學院（SEAS）材料科學系教授，哈佛的Wyss 生物工程研究所的核心成員Amy Smith Berylson在Joanna Aizenberg的實驗室開發了這一技術，W-INK利用納米材料的化學與光電特性，通過其表面張力來區分未知液體。SEAS電氣工程的?Marko Lon?ar教授、Tiantsai Lin教授也為此技術的發展做了一定貢獻。

類似于實驗室中測PH值的石蕊試紙，當所接觸液體表面張力達到某一特定值，檢測器會改變顏色。檢測器的變色條可以被編程，以便精確的響應任何重要的液體所表現出的獨特表面張力。

化學與化學生物學的教授，納米科學與技術研究所所長Aizenberg說道，這個想法很快地被哈佛認可，這得益于從發現到應用的一個有機系統，快速推進了這個項目。在SEAS，我們首先在我的實驗室對這一技術進行了基礎研究。隨后，哈佛的技術發展辦公室（OTD）通過物理科學與工程的加速器指導并支持我們的商業化策略。最后，在創新的良性循環中，產生了Validere這個可行的商業產品。W-INK技術從空軍科學研究局獲得了早期支持，并從美國交通運輸部得到了概念證明，將會在工業和政府部門產生重要應用。

Validere的聯合創始人，任CEO 、CTO的Ian Burgess說道，Validere將這個技術開發成便宜的、一次性使用的檢測試劑盒，可用于任何地方，通過視覺識別未知液體，并且不需要任何專用電源。Ian Burgess在SEAS做博士生時參與了W-INK技術的發明，接著在Wyss研究所進行了技術的開發。

Burgess接著說道，許多人專注于使硬件變小，但小型化往往是容易做到的，難的部分在于，我們的解決方案要把數據簡化到你不需要技術員解釋結果的程度。并且，在現場的任何人都可以立即知道結果、懂得如何應對這個未知液體。

哈佛的物理科學與工程加速器提供了種子資金，使Aizenberg的團隊快速的將技術從實驗室推進到中試，從而吸引更多的資金。研究小組仍在繼續完善W-INK，使它應用于更多領域。

Journal of the American Chemical Society,，ACS Nano?，?Lab on a Chip曾刊登過W-INK技術的原始情況。2016年1月Aizenberg，?Lon?ar 和Burgess報告了該技術的改進情況，使利用比色試驗測定液體揮發性成為可能。這個改進發表在?Scientific Reports的一篇文章中，交通部尤其感興趣。這項技術可以快速確定原油的揮發性，因為原油通常是由鐵路來運輸的，因此，這項技術可以幫助在野外提取點選擇適當的運輸容器，還有助于防止意外爆炸。DOT為了分析泄漏危險也支持測試工具包的開發。

Aizenberg的實驗室專門研究逆向工程的本質。W-INK通過模仿兩個生物系統獲得一個可協調器件，當它與某些液體接觸時會改變顏色。一些蝴蝶翅膀擁有絢麗的顏色，是由機體產生，而不是因為色素。每個蝶翼的表面都是由微小孔隙的網絡構成，小孔的尺寸決定了蝶翼的顏色。同時，海蛇尾（海星的親戚）通過調節晶狀體內色素細胞的位置，其背后的光聚焦結構呈數組排列，它的顏色可由黑變白。

通過聯合這些機制，他們可以快速響應液體滲透到化學改性的多孔結構。Aizenberg的團隊開發了一種液體解碼器，小到可以放在手掌上，工作不需要附加電源。工程表面性能與液體相互作用，改變測試帶的界面化學，這立即導致相應的顏色變化或出現其他標志。

有了美國聯邦鐵路管理局的支持，Aizenberg正在領導優化傳感能力的研究，而Burgess正在推動Validere的軟件開發與界面裝置，在識別液體時，把可視化的結果轉變為推薦行動。該裝置與一次性帶配套使用，包括可定制的現場測試套件，可以識別幾乎任何液體或液體的混合物。

Burgess最后說道，我們的目標是在識別并分類未知液體時，從中消除人為錯誤的因素。

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本文由編輯部黃語嫣提供素材，劉萬春編譯，點我加入材料人編輯部。

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