|神奇的太赫兹：有了它，西洋参不再真假难辨
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上海理工大学采用太赫兹技术在全国首次应用于人参皂苷的精准定性与定量检测 ， 并可有效识别西洋参的不同产地 ， 解决了现有药典液相质谱法专业技术要求高、耗时长、专业仪器成本高、损耗样本等难题 ， 为高级药材的新计量工作提供新方法 ， 相应小型化设备也在研发中 。
【|神奇的太赫兹：有了它，西洋参不再真假难辨】2020年9月27日 ， “产业计量（上海）论坛”开幕 。 此次论坛大咖云集 ， 参与者包括中国工程院院士、国际计量委员会委员、中国航空研究院研究员等众多产业计量领域“执牛耳者” ， 涉及的议题涵盖当今最前端、最尖端的产业计量技术 ， 其中尤以“太赫兹”技术及其应用引人瞩目 。
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太赫兹波段自从19世纪后期正式命名之后 ， 受到中欧美日多个国家的高度关注 ， 各国纷纷将其入选改变世界的技术评比之中 。 美国称其为改变未来世界的十大技术之一 ， 欧盟已经启动多个跨国太赫兹研究计划 ， 日本则视之为未来十年科技战略规划之首 。 而我国的太赫兹技术研究在理论方法、元器件、实验测量技术等方面的成果基本保持在国际最先进水平 ， 名列世界前茅 。
认识太赫兹波
太赫兹波是指频率范围为0.1 THz~30 THz（1 THz=1012 Hz）的电磁波 ， 波段处于电子学向光学的过渡区域 ， 介于微波频段与红外波之间 ， 属于远红外波段 。 此波段是人们所剩的最后一个未被开发的波段 ， 兼具二者的优点——载波频率高、带宽大、通信容量大；穿透性好、雷达成像分辨率高；光子能力低、安全性好、可无损检测；覆盖多数物质的特征谱 。
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太赫兹波应用领域广泛
目前 ， 国内太赫兹研究已经从理论研究发展到技术应用阶段 ， 并已经在国家战略领域发挥了重要作用 。 例如：在探秘宇宙方面 ， 可利用太赫兹技术探测近地星际的水、氧和碳 ， 进行行星表面土壤、岩层成分分析；在航天材料领域 ， 太赫兹技术可以分析宇宙空间中不同国家卫星的组成、结构甚至材料 。 同时 ， 由于太赫兹波有较强的穿透率 ， 可用于安全的无损检测 ， 尤其是对一些塑料泡沫等绝缘材料内部的缺陷和裂纹等进行无损检测和成像 ， 在战略导弹及航空、航天结构材料的检测和评估方面具有重要的应用价值 。 不过 ， 除了航天、国防领域以外 ， 太赫兹技术的大范围应用并没有如期而至 ， 民用消费行业内大规模应用似乎仍然十分遥远 。
在产业计量（上海）论坛上 ， 据中国工程院院士庄松林领衔的太赫兹科研团队介绍 ， 其在计量测试、名贵药材检测、食用油品质检测、药物功能基团分析等方面的运用或将改变太赫兹技术较难“接地气”运用的局面 。
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仪器检验现场
本次论坛主办方上海市市场监督管理局表示 ， 太赫兹技术在计量测试技术发展、食品药品监管等领域的应用 ， 不仅是以高端科研成果作为技术支撑 ， 应用于日常市场监管工作开展、促进本市市场监管成效提升的重要方法 ， 也是市场监管部门自行政体制改革后 ， 各领域职能交互、融合、再次迸发“火花”的又一体现 。
推动药材检测效能进一步提升
“不同的物质有着不一样的波谱 ， 就像人类的指纹一样 。 以‘三七’为例 ， 我们就用太赫兹技术来检测三七的有效成分含量 ， 省去了以往粉碎、烘干、化学提取耗时7个多小时的繁琐流程 ， 实现了药材检测耗时以‘分钟’为单位的方法 ， 同时做到样本仅需一片且无损的高效能检测 。 ”庄松林院士团队成员彭滟教授介绍 ， 经过两年多的研发 ， 太赫兹人参皂苷检测仪正式问世 ， 解决了肉眼识别难度大、专业仪器成本高的困扰 ， 提高三七产品检测能力的同时 ， 加强了“高端中药材”的质量监管 ， 使假“三七”无所遁形 。 此外 ， 据彭滟教授介绍 ， 利用太赫兹光谱特征 ， 结合主成分分析（PCA） ， 不但能识别真假西洋参 ， 而且能够鉴别不同产地的西洋参 。
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