林慧：从“光”出发，开发光谱技能创新应用

 
 
林慧：从“光”出发，开发光谱技能创新应用  
 

深圳先进院集成所紧密工程研究中心副主任林慧    深圳先进院供图

光谱，被视为物质的“指纹”，是种种物质与生俱来的“身份证”，而光谱仪就像一双判别光波的“眼睛”，通过精确丈量物质“指纹”“一眼洞穿”其化学身分和物理特性。

操作光谱道理，中国科学院深圳先进技能研究院（以下简称深圳先进院）集成所副研究员林慧乐成研发了一系列面向食品、药品、照明检测的超微型光谱仪，实现了光谱仪由大型科研仪器走向便携应用的转化。

不外，林慧并不满意于此，在光谱技能研发的阶梯上不绝摸索，如今衍生出用于曲面的柔性纳米压印技能，并创新性地将光谱仪与合成生物学大设施、爬壁呆板人等新规模团结，碰撞出全新应用场景。

创始柔性纳米压印技能 曲面上的“活字印刷术”

光谱仪是如何对种种物质举办鉴另外？将复色光解析为单色光的光栅是要害。“光栅相当于光谱仪的‘心脏’，是焦点器件，与传统的平面光栅对比，凹面衍射光栅具有像差校正机能，可以取代多个光学元件，起到简化光路的浸染，极大地敦促光谱仪器的小型化和轻型化。”林慧说。

在研发微型光谱仪的进程中，林慧发明，固然凹面光栅具有集成化优势，但今朝的微纳建造工艺大多合用于平面元件，曲面元件建造起来难度不小。“凹面光栅的外貌刻蚀了微纳米标准的沟槽，并且这些沟槽的间距是不匀称的。现阶段的技能要么通过金刚石刻刀沿曲面举办步进刻划，要么通过全息曝光与离子束刻蚀建造，都需要依赖昂贵的设备，效率低、本钱高。”

为办理该问题，林慧团队开始摸索更高效的制造要领，与香港中文大学陈世祈团队相助，颠末3年的研发，创始柔性纳米压印技能，实现了曲面光栅的高效印刻。

林慧团队研发的曲面光栅

“所谓纳米压印可以形象地领略为古代的活字印刷术，而柔性压印则是回收硅橡胶等质料作为软模板，先建造带有光栅图案的软模板，再通过模板的变形与曲面贴合，从而实现图形从平面向曲面的转印。”

今朝团队已经完成了柔性纳米压印机的样机开拓，在尝试室内实现了高效、机动的柔性/曲面微纳布局建造。据林慧先容，该技能在曲面屏、AR显示等消费电子产物中也将有辽阔的应用前景。

IBT深度融合 助力大设施国产化

不只在本专业规模不绝摸索新要领，在深圳先进院大力大举推进IBT融合、建树重大科技基本设施之际，林慧也操作本身的专业常识投入到了深圳合成生物研究重大科技基本设施（以下简称大设施）的研发中。

假如说合成生物学研究是像组装呆板一样组配生物，那么大设施即是将这个组配进程由劳动麋集型的人事情业，转变为大局限自动化的呆板出产，林慧认真研发的“酶标仪”就是自动化出产线上的主要“劳动力”。

“酶标仪与光谱仪有共通之处，它丈量各类光的接收强度与荧光强度，而强度背儿女表的是核酸/卵白质浓度、细胞因子浓度等生物研究中的要害参数。”据林慧先容，今朝中高端的酶标仪仍然依赖入口，而他所参加的国度重点研发打算“合成生物学”重点专项中的一项要害任务就是要实现中高端酶标仪的国产化。