“液体指纹”技术瞬间识别未知液体

材料牛注：每个人的指纹都是独一无二的，通过指纹可以辨识不同的人，那怎么分辨未知液体？哈佛大学研究人员发明的“液体指纹”技术正好可以解决这一问题。

新公司Validere将对哈佛大学发明的传感技术进行商业化应用，可以实现现场瞬时表征未知液体的化学成分和材料特性。Validere，由哈佛科学家和工程师共同创办，获得了最初一轮种子资本。并与哈佛大学一起，在质量保证与液体识别应用方面通过全球独家许可协议。

Validere公司准备把水印油墨（W-INK）这项专利技术开发成便携设备，化学泄漏首批处理人员可以用它来快速识别泄漏品；官方人员可以用它来检查油泵上汽油的等级。与其他识别或鉴定液体的技术不同，哈佛的解决方案是廉价的、瞬时的、便携的。

哈佛大学工程与应用科学学院（SEAS）材料科学系教授，哈佛的Wyss 生物工程研究所的核心成员Amy Smith Berylson在Joanna Aizenberg的实验室开发了这一技术，W-INK利用纳米材料的化学与光电特性，通过其表面张力来区分未知液体。SEAS电气工程的 Marko Lončar教授、Tiantsai Lin教授也为此技术的发展做了一定贡献。

类似于实验室中测PH值的石蕊试纸，当所接触液体表面张力达到某一特定值，检测器会改变颜色。检测器的变色条可以被编程，以便精确的响应任何重要的液体所表现出的独特表面张力。

化学与化学生物学的教授，纳米科学与技术研究所所长Aizenberg说道，这个想法很快地被哈佛认可，这得益于从发现到应用的一个有机系统，快速推进了这个项目。在SEAS，我们首先在我的实验室对这一技术进行了基础研究。随后，哈佛的技术发展办公室（OTD）通过物理科学与工程的加速器指导并支持我们的商业化策略。最后，在创新的良性循环中，产生了Validere这个可行的商业产品。W-INK技术从空军科学研究局获得了早期支持，并从美国交通运输部得到了概念证明，将会在工业和政府部门产生重要应用。

Validere的联合创始人，任CEO 、CTO的Ian Burgess说道，Validere将这个技术开发成便宜的、一次性使用的检测试剂盒，可用于任何地方，通过视觉识别未知液体，并且不需要任何专用电源。Ian Burgess在SEAS做博士生时参与了W-INK技术的发明，接着在Wyss研究所进行了技术的开发。

Burgess接着说道，许多人专注于使硬件变小，但小型化往往是容易做到的，难的部分在于，我们的解决方案要把数据简化到你不需要技术员解释结果的程度。并且，在现场的任何人都可以立即知道结果、懂得如何应对这个未知液体。

哈佛的物理科学与工程加速器提供了种子资金，使Aizenberg的团队快速的将技术从实验室推进到中试，从而吸引更多的资金。研究小组仍在继续完善W-INK，使它应用于更多领域。

Journal of the American Chemical Society,，ACS Nano ， Lab on a Chip曾刊登过W-INK技术的原始情况。2016年1月Aizenberg， Lončar 和Burgess报告了该技术的改进情况，使利用比色试验测定液体挥发性成为可能。这个改进发表在 Scientific Reports的一篇文章中，交通部尤其感兴趣。这项技术可以快速确定原油的挥发性，因为原油通常是由铁路来运输的，因此，这项技术可以帮助在野外提取点选择适当的运输容器，还有助于防止意外爆炸。DOT为了分析泄漏危险也支持测试工具包的开发。

Aizenberg的实验室专门研究逆向工程的本质。W-INK通过模仿两个生物系统获得一个可协调器件，当它与某些液体接触时会改变颜色。一些蝴蝶翅膀拥有绚丽的颜色，是由机体产生，而不是因为色素。每个蝶翼的表面都是由微小孔隙的网络构成，小孔的尺寸决定了蝶翼的颜色。同时，海蛇尾（海星的亲戚）通过调节晶状体内色素细胞的位置，其背后的光聚焦结构呈数组排列，它的颜色可由黑变白。

通过联合这些机制，他们可以快速响应液体渗透到化学改性的多孔结构。Aizenberg的团队开发了一种液体解码器，小到可以放在手掌上，工作不需要附加电源。工程表面性能与液体相互作用，改变测试带的界面化学，这立即导致相应的颜色变化或出现其他标志。

有了美国联邦铁路管理局的支持，Aizenberg正在领导优化传感能力的研究，而Burgess正在推动Validere的软件开发与界面装置，在识别液体时，把可视化的结果转变为推荐行动。该装置与一次性带配套使用，包括可定制的现场测试套件，可以识别几乎任何液体或液体的混合物。

Burgess最后说道，我们的目标是在识别并分类未知液体时，从中消除人为错误的因素。

参考原文链接：'Liquid fingerprinting' technique instantly identifies unknown liquids

本文由编辑部黄语嫣提供素材，刘万春编译，点我加入材料人编辑部。

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