重庆高校团队研发光纤智能感知系统:一根头发丝细的光纤,让千年石刻在病变前“主动报警”

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一根头发丝细的光纤,竟能让千年石刻在病变前“主动报警”?8月14日,记者了解到,这根特制的光纤正是来自于重庆理工大学钟年丙团队研发的“生-化-物光纤智能感知系统”,并在日前首届“渝创星火”重庆科技成果

  一根头发丝细的光纤,竟能让千年石刻在病变前“主动报警”?8月14日,记者了解到,这根特制的光纤正是来自于重庆理工大学钟年丙团队研发的“生-化-物光纤智能感知系统”,并在日前首届“渝创星火”重庆科技成果转化大赛中获得优秀奖。

  

  传统文物病害检测如同“定期体检”,往往发现时损伤已不可逆,特别是微生物病害,当肉眼能看到霉斑,文物内部可能早已被菌丝网络“掏空”。

  “目睹那些跨越千年的书画和石刻,在微生物与酸碱盐的侵蚀下悄然劣化,如同历史在指尖流逝,令人痛心又无力。”钟年丙说,于是,他们下定决心要研发一套能够在文物病变初期就实现原位、实时、无损监测的预警系统。

  经过近20年的基础研究,钟年丙团队研制了生化光纤传感器及检测装备,通过在光纤表面修饰特殊的生物识别分子、化学敏感材料等,使光纤能够对文物环境中的微生物种类、浓度,以及有害化学物质的含量等进行原位、实时、精准感知。

  

  “与传统需要取样或接触式检测不同,传感器仅需将一根头发丝细的光纤如同‘透明蛛网’般轻附于文物表面或嵌入其微裂隙中,对文物本体几乎无影响。”钟年丙说,这根特制的光纤就是一位“全能哨兵”,它不仅能识别病菌,还能实时监测环境,比如文物表面pH值变化、离子浓度增加、湿度波动、温度变化,甚至头发丝万分之一粗细的微应变,统统逃不过它的“法眼”。

  与此同时,团队还运用了大数据分析和人工智能算法,研发文物健康状态预警软件,对海量的传感数据进行处理和分析。这项系统如同“文物健康管家”,通过独创算法,能像“解绳结”一样精准区分不同信号。基于大数据分析,如今的文物健康状态预警正确率超95%。

  让人期待的是,“生-化-物光纤智能感知系统”有望走进更多工业场景。“船舶、桥梁、管道等基础设施同样面临微生物腐蚀、化学侵蚀和应力损伤的耦合威胁,监测需求巨大。目前我们正在研发适用于工业场景的衍生版本。”钟年丙介绍,这对于工业场景领域格外实用,能够及时发现可能出现的生化腐蚀侵蚀问题,避免造成安全事故。

  (受访者供图)

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