TU/e ontwikkelt kleine spectrometer voor smartphones

De TU Eindhoven heeft een minuscule spectrometer voor smartphones ontwikkeld die het op termijn onder andere mogelijk maakt om met mobieltjes de luchtkwaliteit, versheid van voedsel of bloedglucosespiegel te meten.

De kleine door de TU/e ontwikkelde sensor meet volgens de universiteit net zo nauwkeurig als grotere modellen. De spectrometer neemt een golflengtegebied van ongeveer dertig nanometer waar en hierbinnen kan deze zo'n honderdduizend frequenties onderscheiden. Dat frequentiegebied is nu nog te klein voor daadwerkelijke toepassing in smartphones, maar de onderzoekers wisten er al wel een gassensor en een nauwkeurige bewegingsmeter van te maken.

De basis van de sensor is een 'lichtval' met een grootte van enkele micrometers. Deze zit in een membraan. Het gevangen licht van een klein frequentiegebied wekt door de membranen stroom op, dat gemeten kan worden. De meting maakt zo het analyseren van nabij-infrarood licht mogelijk. Door de afstand tussen membranen nauwkeurig te variëren met behulp van een mems, of micro- elektromechanisch systeem, verandert de lichtfrequentie die de sensor kan meten.

Het onderzoeksteam, onder leiding van TU/e-hoogleraar Andrea Fiore, richt zich nu op het verbreden van het met de sensor te meten spectrum en het toevoegen van een lichtbron. Dit laatste maakt de meter onafhankelijk van externe bronnen voor het analyseren van de reflectie en absorptie van licht. In de toekomst moet de spectrometer zo bijvoorbeeld in te zetten zijn voor het meten van het CO₂-gehalte in de lucht, het herkennen van medicijnen en de detectie van rook. De sensor zou door zijn kleine omvang goedkoop en eenvoudig te bouwen moeten zijn. De onderzoekers denken dat de spectrometer over vijf jaar voldoende doorontwikkeld is voor integratie in smartphones.

De onderzoekers van de TU/e beschrijven hun werk in een publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications, onder de titel Integrated nano-opto-electro-mechanical sensor for spectrometry and nanometrology.

Links een tekening van de spectrometer, rechts een afbeelding gemaakt met een elektronenmicroscoop van het geperforeerde membraan.

Reacties (64)

[iglesiasdelsol]

Toepassing van de sensor kan natuurlijk veel meer betekenen in de gezondheidszorg. Als het inderdaad mogelijk is een betrouwbare bloedglucosemeting te doen, kan de behandeling van diabetes veel makkelijker worden, waarbij de insulinedosering aangepast kan worden aan de gemeten glucosespiegel. Zeker wanneer een insulinepompje gebruik kan maken van de gemeten waardes kan dit veel gaan opleveren.

[0xygen500]

Wat gebeurt er als een patient een spectrometer heeft die defect is en hij dus teveel of te weinig in spuit?

[InjecTioN]

Dit zijn inderdaad erg belangrijke zaken die niet over het hoofd gezien mogen worden. Het kan namelijk aanzienlijk grote gevolgen hebben voor het lichaam.

Toevoeging:

• Teveel spuiten heeft een het effect dat men er gemakkelijk dood aan kan gaan. De glucosespiegel van het bloed komt dan zo laag te staan dat het fataal zal zijn voor de hersenen (men kan mogelijk in coma raken), en vervolgens de rest van het lichaam in de vorm van overlijden.
• Te weinig spuiten heeft vaak als effect dat men zich niet goed voelt, drukte voelt, concentratie gaat achteruit, etc. De glucosespiegel van het bloed staat dan gewoonweg te hoog.

[0xygen500]

Aha, had ik het toch goed onthouden. Ik meende dat er laatst iemand was opgepakt die insuline in bejaarde mensen spoot waardoor zij waren overleden. Durfde alleen niet om het zo krachtig op te schrijven zonder het zeker te weten.

[Slaut]

Een optie zou zijn om meerdere spectrometers te gebruiken. Wanneer ze beide dezelfde waarde aangeven weet je dat je sensor goed is (tenzij beide tegelijk defect...). Een andere optie is om een gebruiker een kalibratie palet te geven, waarop je de nauwkeurigheid test, maar mogelijk kom je dan niet op specifieke golflengtes uit, dus zou je een aantal LED's (relatief monochroom per kleur) kunnen gebruiken.

De optie van meerdere spectrometers tegelijk gebruiken, of de kans dat we in de toekomst allemaal een spectrometer in de telefoon gaan krijgen, zal flink van de productiekosten per spectrometer afhangen. Een sensor die meer dan 1 euro gaat kosten zal niet zo snel in telefoons beschikbaar komen.

Ook leuk:
Vier jaar geleden was er al een project waarbij je je telefoon camera gebruikte als spectroscoop http://ispex.nl/

[Jerie]

De behandeling van Type 2 is niet zo moeilijk. Om het samen te vatten komt het neer op: minder calorien. Een goede dietist kan je daarmee helpen.

Type 1 is een ander verhaal.

Ik vind dit interessant om een andere reden: het zal de kwaliteit van voedsel op de lange duur verhogen. Als je rotzooi geserveerd krijgt in een restaurant stuur je het na een analyse met je telefoon gewoonweg terug. Want je hebt meteen zwart op wit dat het rotzooi is.

(En voor de duidelijkheid: met rotzooi doel ik niet op toevoegingen of wat dan ook, maar op schadelijke bacterien en schadelijke schimmels ed. Toevoegingen gaan dat zelfs tegen. Versheid kun je dmv invriezen heel goed garanderen. Vooral lange termijn. Op korte termijn gaat het in een klap iets achteruit, maar in de vriezer niet meer. Iets dat vers is wordt gestaag minder. Zo kan het zijn dat een 4 dagen oude sinaasappel al minder vers is dan een bevroren.)

[Reactie gewijzigd door Jerie op 23 juli 2024 13:00]

[Verwijderd]

Of juist niet, omdat mensen met diabetes type 2 dan helemaal niet meer op hun dieet zullen letten, het pompje regelt het wel. Probleem is dat mensen uiteindelijk dood gaan van continue te veel insuline in het bloed. Diabetes type 2 is een ziekte van te veel insuline, met uiteindelijk het gevolg van te veel glucose, omdat cellen niet meer reageren op insuline.

[Basbanaan]

On topic: de primaire verantwoordelijkheid van de persoon met diabetes moet blijven om goed op zijn leefgewoontes te letten... helaas. Ik vraag me af of dergelijke technologische vooruitgang echt een nadelig effect heeft op deze gewoontes. Je kunt ook redeneren dat mensen met groot verantwoordelijkheidsgevoel voor hun gezondheid (en toch diabetes) nieuwe technieken zullen gebruiken om beter te anticiperen op hun glucose- en insulinebehoefte.

Ziekte-technisch (etiologisch): Diabetes als ziekte van te veel insuline is volgens mij veel te kort door de bocht.
Type 1: door auto-immuun processen sterven de cellen die insuline maken af (de zogeheten beta-cellen gelegen in de alvleesklier).
Type 2: Imbalans tussen:
a) de capaciteit van de alvleesklier om insuline te maken en;
b) de hoeveelheid insuline die de lichaamscellen vragen.

a) neemt af met de leeftijd, notoir gemiddeld sterker bij bijvoorbeeld mensen van Indiase afkomst, terwijl b) juist toeneemt onder invloed van vrije vetzuren, inactiviteit en waarschijnlijk andere factoren geassocieerd met overgewicht (nog onbekend). Insuline-overload met down-regulatie van het aantal insuline receptoren is mij niet bekend als mechanisme. Is daar onderzoek naar gedaan? Ik kan het me wel als één van de mechanismen voorstellen.


Edit: ik lees net in een review (PMCID: PMC1204764) dat down-regulatie wel één van de verdachten is als bijdragend mechanisme, maar zeker niet het enige. Blijft dus te kort gaan om te zeggen dat het primair een ziekte van te veel insuline is.

[Reactie gewijzigd door Basbanaan op 23 juli 2024 13:00]

[Rudie_V]

Landen met opkomende economiën zijn een goed voorbeeld. De oude generatie die nog gezond van het land kon leven met veel groentes en weinig ongezonde vetten hebben eigenlijk geen last van diabetes terwijl je in de nieuwere generaties die ook meer de westerse levensstijl aanhouden met voeding meer diabetes ontwikkelen. Dus afgezien van genetische ervingen lijkt voedsel een hele grote invloed te hebben.

[andreetje]

Het zijn niet de "ongezonde vetten" waar je diabetes van krijgt, maar van koolhydraten.

De westerse levensstijl wordt gekenmerkt door een overvloed aan koolhydraten: aardappelen, zoet fruit, frisdrank, brood, koekjes, snoep en pasta.

Helaas laat dertig jaar foutieve berichtgeving ("vetten zijn slecht") zijn sporen nog lang na.

[Basbanaan]

Glucosebehoefte ja, zonder aanhalingstekens. Glucose is nodig voor aerobe dissimilatie.
Even dom gezegd: het is je primaire brandstof om niet verzurend ATP te maken. Veel energie efficiënter dan ATP vrijmaken uit vetzuren (vetten) of aminozuren (eiwitten).
Daarbij moeten patiënten die insuline spuiten niet alleen voldoende insuline toedienen, maar ook heel regelmatig eten (juist ook koolhydraten) om hypoglycemieen te voorkomen. En als ze sporten moeten ze bijvoorbeeld wat extra koolhydraten innemen vooraf.

En nogmaals, downregulatie van receptoren is maar één van de mechanismen, niet het enige. Verhoogde insuline aanwezigheid is bij mijn weten nooit aangetoond in mensen met diabetes (tenzij ingespoten natuurlijk). Dus je kunt niet stellen: diabetes is een ziekte van te veel insuline.

Het is een ziekte waarbij je insulinebehoefte uiteindelijk hoger is dan het insulineaanbod. Wat daaraan vooraf gaat is nog grotendeels onduidelijk.

[ajolla]

Heb je het nu over 1, of 2?

[Basbanaan]

Goeie vraag! Efficiënt betekent in de natuur ook doorgaans 'met minimale bijproducten'. Ketogeen dieet heeft ook allerlei bijwerkingen. Kinderen met epilepsie die met medicatie niet uitkomen, krijgen geregeld een ketogeen dieet. Niet puur een pretje in indien niet goed gecontroleerd ook nog gevaarlijk.

P.S. Ik ben dokter, geen diëtist

Edidt: ik ben ondertussen meer aan het lezen over ketogene diëten bij overgewicht. Super interessant. Ga eens met internisten praten, wat hun blik hierop is. Lastig om zo in een oogopslag te beoordelen hoe kwalitatief solide al het onderzoek is.

[Reactie gewijzigd door Basbanaan op 23 juli 2024 13:00]

[SpiceWorm]

Ah, arts, dat kan natuurlijk ook. In ieder geval iemand met een opleiding over voeding vanuit de overheid

Het is trouwens niet persé ketogeen, met koolhydraatarm worden ook goede resultaten geboekt. Zoals je opmerkt kennen ketogene dieten nogal wat haken en ogen. Ik denk dat de angst voor vet een grote rol speelt in de weerstand. Met daarnaast argumenten als dat een koolhydraatarm dieet net zo goed werkt om af te vallen als een vetarm dieet en dat het dus niets uitmaakt in de behandeling (wat alleen waar is bij onderzoek waarbij de kcal inname gelijk is gehouden over beide groepen of doordat er in de koolhydraatarme groep instructie wordt gegeven om de koolhydraatinname te verhogen gedurende het experiment). Ook is de verwarring met ketoacidose snel gemaakt - waar alle alarmbellen bij af gaan. Koolhydraatarme dieten werken in de praktijk vrij goed omdat er een spontane kcal reductie plaatsvind + een verlaging van de glucose/insulinespiegels. Het Keer diabetes 2 om is een succesvol programma wat mensen begeleid om o.a. de koolhydraten af te bouwen.

[Reactie gewijzigd door SpiceWorm op 23 juli 2024 13:00]

[t link]

Zo zullen heel weinig mensen denken. bij je arm denk je ook niet ach een protese neemt t wel over!

[ajolla]

Type 1, of 2?
Lange Edit:
O wacht, ik denk dat ik het al weet: gegeven het feit '40 jaar' zal het wel de auto-immuunziekte type 1 zijn.
Type 2 is een door het lichaam opgebouwde insulineresistentie, die meestal genezen kan worden met een strikt aangehouden ketogeen (of ketogenisch) diëet.
Mocht je toch type 2 hebben kan ik je van harte de video's van de heren doktoren Eric Westman en Jason Fung aanbevelen.
Die lopen enkele stappen voor op onze doktoren met hun totaal achterhaalde richtlijnen.
Helaas kost het meer dan 10 jaar voor nieuwe inzichten breed geaccepteerd worden.

[Reactie gewijzigd door ajolla op 23 juli 2024 13:00]

[Rudie_V]

Precies, type 2 wordt vaak veroorzaakt door een vetlaag om de lever en of alvleeklier waardoor deze niet goed meer functioneren en met een koolhydraat arm dieet en sporten kan je deze vetlaag eraf krijgen waardoor de organen weer beter gaan functioneren. Voor veel patienten, zeker die net diabetes type 2 gediagnosticeerd krijgen, kan dit helpen om van het insulinespuiten af te komen. Dus de rest van je leven insuline spuiten wat je steeds meer moet gaan doen of afvallen met sport en een koolhydraatarm dieet om je lever en alvleesklier weer gezond te krijgen en geen insluine meer te spuiten? De keuze lijkt mij makkelijk, alleen moeten doktoren eerder de sportschool en dietisten voorschrijven in plaats van insuline, daar zit nog een groot probleem. Dit zou al een grote ontlasting van onze stijgende zorgkosten kunnen betekenen! MAarja gezond eten opzich kan al een groot aantal kwaaltjes en ziektes voorkomen, daar zou de overheid meer op in moeten spelen. Bijvoorbeeld dus door juist belastingverlaging op onbewerkt groenten en fruit en meer belasting op ongezonde dingen. Gezien we wel als samenleving voor de zorgkosten opdraaien vind ik dat de overheid zeker wel recht van spreken heeft om meer invloed op ons eetgedrag uit te oefenen.

[ajolla]

Kolhydraatarm komt in 2 soorten:
1. 'Normale' proteïnen, en
2. Beperkt proteïnen.
1. Van proteïnen maakt het lichaam via neo-gluco-genesis ook nog steeds glucose. Dit zet de alvleesklier nog steeds, al zij het minder dan bij koolhydraten, aan tot het produceren van insuline. Dit kan de beëindiging van insulineresistentie vertragen.
2. Bij perkte proteïnen-inname (zie 'page 4' van Dr. Westman) wordt er bijna geen insuline geproduceerd.
Dit heeft 2 effecten
Ten eerste genees je veel sneller van je insulineresistentie, dus van je diabetes 2.
Als bij-effect wordt je lichaam gedwongen om eindelijk eens vet te verbranden waardoor je van je eventueel overgewicht, veroorzaakt door de vaak jarenlang verhoogde insuline-bloedspiegels, af komt.
Een ander plezierig bij-effect dat buiten de klinische context van type 2 valt, is dat je hersens beter en langer goed gaan functioneren.

[Rudie_V]

Ik kende het principe wel dat uit niet-koolhydraten, bijvoorbeeld dus aminozuren, glucose gemaakt kon worden, maar had in deze context nog even niet zo verder gedacht.
Vet verbranden is ook het doel, want je moet de vetlaag om de organen weg zien te krijgen. Welke manier het beste is laat ik mij niet over uit, ik ben ook geen arts. Al lijkt het mij dat als je sport je zeker na het sporen voldoende eiwitten binnen moet krijgen voor het herstel van je spieren. Voor het sporten zeker geen eiwitten innemen, anders worden die gebruikt om om te zetten naar glucose en niet je vetreserves, eiwitten altijd binnen een minuut of 20 na het sporten.

Je noemt page 4 van Dr. Westman, heb je ook een linkje?

P.s. het is gluconeogenesis https://en.wikipedia.org/wiki/Gluconeogenesis

[ajolla]

Inderdaad is het niet de bedoeling om de ook de proteïne-inname te elimineren, maar wel te reduceren.
Ik heb gaan link, maar zoek in youtube op 'dr eric westman'. Het is een video waar 'ie in een witte jas in een klein zaaltje zit te praten.
Je hebt gelijk, my bad, neoglucogenesis.

[Verwijderd]

Video’s van dokter Ron Rosedale en Professor Jeff Volak kan ik ook zeker aanraden.

[ajolla]

Volak kende ik al, Rosedale nog niet. Bedankt.

[kaaas]

Ik heb een collega met diabetes die heeft een subcutane sensor (soort sticker met vrij lange naald) die via Bluetooth haar insuline pomp aan stuurt.
Denk dat dat probleem al redelijk op gelost is.
Ook is het zo dat het vrij lastig is om een correcte meting te doen als je het niet bij de vinger toppen of diep genoeg. Een smart phone lijkt me in dat op zicht weinig beter dan de huidige mobile meet apparatuur.

[sierraechoxray]

Glucose is nou net een molecuul waarvoor al vrij sterk doorontwikkelde sensoren beschikbaar zijn. De door jou genoemde oplossing bestaat al. Het probleem van het ontwikkelen van dergelijke sensoren zit hem daarbij voor een groot deel in het biocompatibel en voldoende veilig/betrouwbaar maken van een dergelijk device, en niet zo zeer in het miniaturiseren van de sensor.

Verder werkt dit wellicht voor de detectie van glucose, wat concentraties in de orde van millimolair aanneemt. Echter zou het me verbazen als deze techniek voor het meten van medicijnconcentraties een goed sensorprincipe zou zijn. De concentraties in bloed van medicijnen en andere klinisch relevante stoffen zitten rond de ordegrootte nanomolair tot picomolair, waarbij het toch zeer lastig is om nog enige informatie uit een dergelijk spectrum te halen door de ruis van alle andere stoffen heen. Daarbij is er ook nog persoonlijke variatie. Hiervoor zouden single-molecule detection technieken zoals nanopores wellicht een betere uitkomst bieden.

Voor de andere genoemde toepassingen lijkt me dit overigens een prachtige ontwikkeling.

[Reactie gewijzigd door sierraechoxray op 23 juli 2024 13:00]

[jmzeeman]

Zo simpel als het klinkt is het jammer genoeg niet. Er zijn al een tijdje dit soort systemen (kunstmatige alvleesklier of closed loop control artificial pancreas). Het lastige is dat dit een zo grote simplificatie van de bloedsuikerhuishouding is, dat het vooralsnog alleen mogelijk is om bloedsuiker te regelen als er geen irritante verstorende activiteiten als eten voorkomen. Ook heeft het meten van het bloedsuiker nu vaak nog een vertraging van 20 minuten door de manier van meten van de huidige bloed suiker meters. Voor maaltijden moeten diabetici met zo'n kunst alvleesklier dus nog steeds handmatig een bolus ingeven.

Daarnaast vraag ik me af of ze hiermee wel bedoelen dat je niet-invasief bloedsuiker kan meten of dat je gewoon er een druppeltje bloed onder kan leggen. Voor zover ik weet is er op het moment geen enkele methode die betrouwbaar bloedsuiker kan meten van buiten het lichaam. Mocht je op deze manier zonder vertraging en buiten het lichaam kunnen meten zou het een grote vooruitgang kunnen zijn.

Om de veiligheid te verzekeren zijn er verschillende standaarden (bijvoorbeeld IEC 60601-1-10 voor closed loop regelsystemen, IEC 60601-2-24 voor de pompjes, IEC 62304 voor de softwareontwikkeling). Over het algemeen kan je hierover zeggen dat een enkelvoudige fout nooit tot een gevaarlijke situatie mag leiden.

*IANAD (ben geen arts maar werk wel aan medische systemen waar onder insuline pompen)

[Reactie gewijzigd door jmzeeman op 23 juli 2024 13:00]

[PizZa_CalZone]

Ik weet me van de Universiteit van Leiden nog een onderzoek te herinneren uit 2013 waarmee middels een opzetstukje voor de camera van de iphone dezelfde/vergelijkbare metingen gedaan werden om het fijnstof in Nederland in kaart te bregen:

http://ispex.nl/ispex/introductie-ispex/

Leuk dat dit straks mogelijk een standaard sensor kan worden. Dergelijke onderzoeken zijn belangrijk voor o.a. de klimaatdiscussie. Hoe meer data hiervan verzameld wordt hoe beter.

[Reactie gewijzigd door PizZa_CalZone op 23 juli 2024 13:00]

[Verwijderd]

Klopt! Het verschil is wel dat de iSPEX werkt op basis van een geminiaturiseerde versie van een 'ouderwetse' spectrometer o.b.v. een spleet. De spectrale resolutie hiervan is beperkt.
Deze nieuwe methode is fundamenteel anders. Niet alleen kan de sensor veel kleiner zijn, maar de spectrale resolutie is vele malen groter. Alleen aan de bandbreedte moet nog behoorlijk gewerkt worden, als je het artikel mag geloven.

[PizZa_CalZone]

Uiteraard, ik heb dat ding nog liggen ergens. Er zit geen slimmigheid in, het is een plastic opzetstukje met een spleet.

Maargoed toch erg interessant dat een sensor als dit mogelijk gemeengoed kan worden. Mogelijk kunnen we hiermee een groter crowdsourced project opzetten voor onderzoeken als deze. Het iSPEX onderzoek was redelijk succesvol zo te zien. Ze wisten in iedergeval een beter beeld in kaart te brengen van het fijnstof in nederland dan dat de sattelieten dat op dat moment konden.

Voor de geinteresseerden, zie:

http://ispex.nl/wordpress...2014/10/iSPEX8jul2013.png

[signslave]

Die is er toch al?
https://www.consumerphysics.com

[Ron020]

... meer specifiek https://www.phone.consumerphysics.com/
"Hands On With The Spectrometer Smartphone" https://www.youtube.com/watch?v=BTN00-6Lh5Q ook zeer kort te zien 'connected scale'
''Hands-on with Changhong H2: This phone scans molecules'' https://www.youtube.com/watch?v=zl2bEfEz10E&related

Helaas na die CES 2017 niet meer vernomen of andere smartphone fabrikanten ook een SCIO (of vergelijkbare) sensor in hun modellen wilden gaan stoppen, dus kennelijk sloeg het nog niet zo aan bij industrie of consument.

[noil]

Een rookmelder in elke smartphone zou daadwerkelijk levens kunnen redden.
Dit zou een enorme technische stap vooruit zijn als dit gangbaar word.

Maar gezien ze praten ovet 5 jaar zullen we nog even moeten wachten.

[Polderdijk]

Dat zou top zijn. Alleen is het helaas zo dat rook de eigenschap heeft om omhoog te gaan, vandaar dat rookmelders dan ook te laat afgaan als deze niet op het plafond is gemonteerd.
Zodra nu de 'rookmelder' zou afgaan als je telefoon op het nachtkastje ligt op te laden, ben je veel te laat om nog goed te kunnen wegkomen aangezien de ruimte tussen telefoon en plafond dan al vol met rook is.

Wel gaaf natuurlijk als er ook koolmonoxide e.d. mee gemeten kan worden als een stukje extra veiligheid.

[Verwijderd]

Een optische detectiemethode hoeft niet 'in de rook te zitten', maar kan juist door een ruimte heenkijken. Denk aan je smartphone die op je bureau ligt, waarbij de camera (of deze spectrometer) naar het plafond 'kijkt'.
Als bepaalde golflengtes door de rook worden geabsorbeerd, kan een spectrometer dat detecteren en jou waarschuwen

[darkmdmn]

Helaas is dat niet helemaal waar. Om rook te detecteren wordt gebruik gemaakt van absorptie spectroscopie, waarbij je de absorptie van een bekende lichtbron meet. Hiervoor kun je dus geen omgevingslicht gebruiken, omdat je niet weet welke golflengten er in dit licht zitten (aangezien je altijd een absorberend medium tussen je mobieltje en de lamp/zon hebt zitten). Daarom zal dit gebeuren dmv een lichtbron in je telefoon, waarvan de intensiteit als functie van golflengte bekend is. Helaas betekent dit dus wel dat je niet op afstand kan meten.

[Verwijderd]

Tenzij er in het absorptiespectrum van een stof absorptielijnen zitten die spectraal veel smaller zijn dan de variaties van het omgevingslicht. Zeker infrarood licht is spectraal behoorlijk continu. Een absorptielijn kan smaller zijn dan 0.1 nm. Aangezien deze meetmethode een veel hogere spectrale resolutie heeft dan bestaande (eenvoudige) systemen, kan je zo'n lijn er dan wel uithalen

[darkmdmn]

Dan nog steeds heb je net zo goed in je omgevingslicht emissie en absorptielijnen zitten van de (gas)lamp zelf en de stoffen tussen de bron en spectrometer, waardoor je niet perse licht hebt op de golflengte waar rook (of waarschijnlijk CO) absorbeert. Eventueel is detectie van moleculen wel mogelijk adhv absorptielijnen, maar dan moet je de golflengte wel goed gecalibreert hebben, wat nog een hele uitdaging is. Daarvoor is de spectrometer in ieder geval niet het enige probleem wat moet worden opgelost. Overigens is een spectrale resolutie van <pm wel indrukwekkend. Daar heb je normaal gesproken een spectrometer met een padlengte van een meter voor nodig oid.

[Verwijderd]

Inderdaad, afhankelijk van naar welke lijnen je kijkt en welke lijnen er in het omgevingslicht zitten gaat het wel of niet werken. Maar de mogelijkheid is er
Kalibratie moet (voor dit soort toepassingen) behoorlijk goed kunnen o.b.v. bekende emissie- of absorptielijnen zoals het spectrum v.d. zon i.c.m. atmosferische absorptie.

[darkmdmn]

Het is een mooie ontwikkeling, dat ben ik helemaal met je eens. Als ik echter zie hoe relatief ingewikkeld goede absorptie metingen zijn in een fatsoenlijk uitgerust lab ben ik enigzins sceptisch dat dit binnenkort op zulke kleine schaal kan worden toegepast. Met name het kleine spectrale bereik is een probleem voor een goede calibratie, omdat alle calibratielijnen binnen een aantal nm moeten zitten. Dan is calibratie met de beperkte stoffen die in de lucht zitten zo goed als onmogelijk (O2 en N2 zijn niet infrarood actief, en CO2 en water zitten niet in de buurt spectraal gezien).

[ajolla]

De calibratie is alleen wat moeilijk zo.

[robvanwijk]

Wel gaaf natuurlijk als er ook koolmonoxide e.d. mee gemeten kan worden als een stukje extra veiligheid.

's Nachts, als ie ligt te laden op je nachtkastje: misschien is dat mogelijk.

Overdag (als je van een rookmelder zegt "dat zie ik zelf ook wel") zou het inderdaad een nuttige toevoeging zijn, omdat je koolmonoxide zelf niet kunt detecteren. Maar... op dat moment heb je je telefoon vaak in je broekzak zitten. Tegen de tijd dat een meetbare hoeveelheid koolmonoxide je broekzak ingekropen is, vrees ik dat de concentratie in je longen al lang en breed dodelijk is.

[thijsco19]

Zou je kunnen uitleggen waarom een rookmelder in een smartphone levens kan redden?

Meestal heeft een persoon de smartphone vast of in zijn zak. Als hij zijn smartphone vast heeft dan kan hij zelf ook zien of er ergens rook aanwezig is. Als hij zijn smartphone in zijn zak heeft zitten zal de rook echt niet gedetecteerd worden voordat het te laat is.

Voor bijvoorbeeld snachts, als diegene zijn smartphone op bijvoorbeeld een nachtkastje heeft liggen, zal het nog enigszins nuttig kunnen zijn. Probleem is wel dat vaak de smartphone op dezelfde hoogte ligt als jijzelf en dus pas detecteert als de kamer al half vol hangt.
De reden waarom rookmelders altijd aan het plafond hangen, warme lucht stijgt dus de rook ook.

[WillySis]

Rookmelders detecteren rook al bij lage concentraties. Als een rookmelder naast je gezicht afgaat zal je nog geen ademhalingsproblemen hebben. Mogelijk ruik je zelfs nog niets. Als je dan een mobiel naast je hebt liggen die je alarmeert, heb je nog echt een goede kans om op tijd weg te komen.
Als de telefoon op in je broekzak zit, dan zal je op je eigen sensoren aangewezen zijn. Zolang je wakker bent is dat niet zo'n probleem.
Wat wel vervelend is, is dat er veel situaties zijn waar wel (rook) deeltjes rondzweven, maar beslist geen brand is. Een rookmelder in de keuken of badkamer is bijvoorbeeld geen goed idee.

[Verwijderd]

Op je nachtkastje inderdaad, maar op kantoor ligt hij misschien op je bureau, of thuis op de eettafel.
Zie verder mijn andere reactie:

Een optische detectiemethode hoeft niet 'in de rook te zitten', maar kan juist door een ruimte heenkijken. Denk aan je smartphone die op je bureau ligt, waarbij de camera (of deze spectrometer) naar het plafond 'kijkt'.

[thijsco19]

Dat zou dus alleen werken als het detectiebereik redelijk groot is, wat weer de kans op een valse melding erg groot word.

[Verwijderd]

Technologische vernieuwing is nooit snel, maar dat betekent niet dat het onmogelijk is

De onderzoekers denken dat de spectrometer over vijf jaar voldoende doorontwikkeld is voor integratie in smartphones.

[el jonco]

Rook gaat vrijwel altijd vergezeld van CO (koolmonoxide). Brand doodt niet, rook (CO) doodt. Rook tgv brand stijgt op door hitte maar CO is op elke hoogte aanwezig. Wie wel eens brandend textiel ten gevolge van een lekkende zuurstof voorziening heeft gezien begrijpt dat een gas vrijwel overal in doordringt en dat zelfs in een broekzak CO aanwezig zal zijn. Minieme concentraties zijn al voldoende om alarm te slaan; normaal is geen CO aanwezig in lucht.
Als dit device in een smartphone of smart watch zit, kan dit dus om die reden je leven redden.
Toepassing als bloedsuikerspiegelmeter in een smartwatch lijkt me ook 'hand'ig.

[Militia Pilot]

Misschien handig om in de tussentijd een bluetooth versie te maken, dan kun je de kinderziektes er ook uithalen voor de integratie in smartphones.

[HKS-Skyline]

Dan is er straks nog een extra reden voor mensen om in een restaurant met hun telefoon boven hun bord met eten te gaan hangen
Maar zonder dollen, dit lijkt mij wel heel gaaf om in een telefoon te hebben zitten. Zeker als alarm voor gevaarlijke gassen etc.

[Verwijderd]

En zo evolueert de smartphone langzaam tot de tricoder: https://en.wikipedia.org/wiki/Tricorder

[Ventralis]

Ik als diabeetvtype 1 zou het niet verkeerd vinden om geen censors in the hoeven schieten eindeloos met een lancet je vingertoppen te hoeven perforeren en met een verwachtingsprognose geen hypo meer te krijgen
Een smartwacht met deze sensor zou mijn leven en dat van vele anderen stukken prettiger maken
Maar is er dan nog wel genoeg te verdienen door de pharma boys

[Rudie_V]

bijvoorbeeld in te zetten zijn voor het meten van het CO2-gehalte in de lucht, het herkennen van medicijnen en de detectie van rook.

Dus ook handig voor rookmelders.

[Bensimpel]

Uh dat doen rookmelders ook? Veel rook melders hebben al een spectrum sensor om zo co2 te meten en rook te meten.

[tweegroenethee]

Dat valt dus vies tegen. De meeste rookmelders werken op basis van een optische sensor. Er wordt infrarood licht uitgezonden die door de breking van rook kan worden gedetecteerd op een fotodiode. Hierdoor gaat een alarm af, echter vaak ook vals omdat het dus ook waterdamp kan zijn.

Door een spectrometer te gebruiken kan je de frequenties analyseren die worden gebroken door rook. Op deze manier kan je onderscheid maken tussen verschillende type rook en vals alarm voorkomen.

[Bensimpel]

Dat doet de Nest Protect bijvoorbeeld al

[Verwijderd]

Nee, die gebruikt een heel andere methode. Er zitten twee LED's in (blauw en infrarood) die in een detectiekamer schijnen.

Als er rookdeeltjes in de detectiekamer zijn, wordt (afhankelijk van de grootte van de deeltjes, die weer afhankelijk is van het vuur: smeulend of vlammend) het blauwe óf het infrarode licht meer verstrooid. De hoeveelheid verstrooid licht van beide golflengtegebieden wordt gemeten.

Maar hij kan binnen die twee goflengtegebieden niet nauwkeuriger meten: hij meet alleen de totale hoeveelheid blauw licht en hoeveelheid IR licht die verstrooid worden.
Een spectrometer kan juist voor iedere golflengte een signaal meten. Dat is een fundamenteel verschil.

Zie Nest White Paper.

Edit: de naam Split Spectrum is een leuke marketingterm, maar betekent niet meer dan dat ze twee kleuren LED's gebruiken er komt geen spectrometer aan te pas!

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 13:00]

[ajolla]

Bedoel je soms CO (koolmonoxide)?

[Cynosure]

Coole shit! Zal wel ff duren voordat het beschikbaar is voor gangbare smartphones....