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            科研进展

            中科院新疆理化所在比色逻辑门快速准确识别爆炸物方面取得重要进展

            发布时间:2021-01-19

              1月8日,Cell Press旗下的《Cell Reports Physical Science》发表了中科院新疆理化所爆炸物安全科学自治区重点实验室窦新存团队题目为Colorimetric Logic Design for Rapid and Precise Discrimination of Nitrate-Based Improvised Explosives的研究成果。该研究针对特异性比色单元集成的阵列提出了一种全新的判断模式——比色逻辑,成功实现了对于混合非制式爆炸物的快速、准确识别。 

              针对非制式爆炸物混合物难以快速、准确识别的难题,目前最前沿的阵列数据处理方法—人工神经网络,也因为没有严格的数据输出方式,所以需要精确的设计和大量的训练从而避免过度拟合。因此,复杂的数据处理方式成为限制传感阵列发展的最大障碍。就要求科研人员开发更适合应用于现场阵列检测的新型数据处理方法。在此,研究人员首先利用YES/NO逻辑门对非制式爆炸物混合物快速筛选,然后进一步利用比色解码技术实现了对于非制式爆炸物的精准识别。最后,通过采用集成比色水凝胶阵列的方式,以最常用的非制式爆炸物黑火药、硝酸脲和硝铵为例,实验验证了该比色逻辑门不仅可以快速判断可疑物是否为非制式爆炸物,而且可以准确判断其为何种易制爆原料或是具体哪种非制式爆炸物。该项研究从限制检测领域发展的数据处理模式出发,提供了一种实现传感阵列快速、准确识别混合物的新策略。 

              该研究第一完成单位为中科院新疆理化所,王广发博士为第一作者,窦新存研究员为通讯作者。同时,该研究得到国家重点研发计划、国家高层次人才特殊支持计划、中科院原始创新项目、国家自然科学基金、中科院西部之光项目,新疆自治区重点研发计划、天山创新团队等项目的资助。 

              文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386420303477 

              比色逻辑门的构建及其判别过程示意图 

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