中科院新疆理化所在比色邏輯門快速準確識別爆炸物方面取得重要進展

  1月8日,Cell Press旗下的《Cell Reports Physical Science》發表了中科院新疆理化所爆炸物安全科學自治區重點實驗室竇新存團隊題目為Colorimetric Logic Design for Rapid and Precise Discrimination of Nitrate-Based Improvised Explosives的研究成果。該研究針對特異性比色單元集成的陣列提出了一種全新的判斷模式——比色邏輯,成功實現了對于混合非制式爆炸物的快速、準確識別。  

  針對非制式爆炸物混合物難以快速、準確識別的難題,目前最前沿的陣列數據處理方法—人工神經網絡,也因為沒有嚴格的數據輸出方式,所以需要精確的設計和大量的訓練從而避免過度擬合。因此,復雜的數據處理方式成為限制傳感陣列發展的最大障礙。就要求科研人員開發更適合應用于現場陣列檢測的新型數據處理方法。在此,研究人員首先利用YES/NO邏輯門對非制式爆炸物混合物快速篩選,然后進一步利用比色解碼技術實現了對于非制式爆炸物的精準識別。最后,通過采用集成比色水凝膠陣列的方式,以最常用的非制式爆炸物黑火藥、硝酸脲和硝銨為例,實驗驗證了該比色邏輯門不僅可以快速判斷可疑物是否為非制式爆炸物,而且可以準確判斷其為何種易制爆原料或是具體哪種非制式爆炸物。該項研究從限制檢測領域發展的數據處理模式出發,提供了一種實現傳感陣列快速、準確識別混合物的新策略。  

  該研究第一完成單位為中科院新疆理化所,王廣發博士為第一作者,竇新存研究員為通訊作者。同時,該研究得到國家重點研發計劃、國家高層次人才特殊支持計劃、中科院原始創新項目、國家自然科學基金、中科院西部之光項目,新疆自治區重點研發計劃、天山創新團隊等項目的資助。  

  文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386420303477  

  

 

    比色邏輯門的構建及其判別過程示意圖 

彩88app-彩88欢迎您