HyperNIR技術：將相機變身即時環境監測利器

從偵測微塑膠到早期識別植物壓力，這些任務現在都可以透過一種基於近紅外光測量的新方法來實現。這項技術不僅成本低廉，還能即時運作，為環境監測帶來革命性的突破。

來自波鴻、杜伊斯堡、卡爾斯魯厄和明斯特的研究團隊，開發出一種基於近紅外光（NIR）的新方法，能夠從各種材料和生物樣本中獲取詳細的光譜資訊。這項技術由Fraunhofer微電子電路與系統研究所（IMS）和波鴻魯爾大學的Jan Stegemann與Sebastian Kruss教授帶領的團隊研發，並已發表在《Advanced Science》期刊上。

近紅外光對人類來說是不可見的，但它卻蘊含著樣本化學成分的寶貴資訊。以往的方法只能將其顯示為灰度影象或光譜，而新方法則基於高光譜成像技術，結合了光譜與空間資訊，提供更全面的分析。

研究人員利用成本低廉且市售的元件，將任何標準相機轉化為HyperNIR相機，從而將光譜資訊轉換為影象。他們使用可控的偏振光學元件來實現這一目標，並且不需要依賴外部標記物，如染料。

該系統對每個樣本拍攝三張影象，提供詳細的光譜資訊。與傳統方法需要耗時掃描樣本不同，HyperNIR相機的速度顯著提升。Kruss教授預測：「即時分析不同材料及其特性的能力，將大幅提升環境監測的效率。」

研究團隊展示了HyperNIR技術如何即時追蹤甜椒植物吸收水分的過程，無需接觸樣本或使用染料。Stegemann表示：「這種高光譜成像技術有望應用於其他分子，例如監測植物的營養含量，或早期檢測病蟲害和植物壓力。」

此外，HyperNIR方法還能與螢光顯微鏡結合，區分各種用作標記的螢光分子，這意味著該系統在生物醫學研究領域也具有潛在價值。Stegemann和Kruss的團隊希望未來能更深入地探索這一應用領域。

Kruss教授補充道：「將這項技術整合到無人機中，將為農業領域的環境問題提供新的解決方案，開啟資料收集與分析的新維度。」