Hiperspektral Görüntüleme

Bochum, Duisburg, Karlsruhe ve Münster'den araştırmacılar, çevresel izleme için yeni bir yöntem geliştirdiler. Yakın kızılötesi (NIR) ışığa dayanan bu yöntem, kullanıcıların çeşitli malzemelerden ve biyolojik örneklerden ayrıntılı spektral bilgi elde etmesini sağlıyor. Fraunhofer Mikroelektronik Devreler ve Sistemler Enstitüsü IMS ve Almanya'daki Ruhr Üniversitesi Bochum'dan Jan Stegemann ve Profesör Sebastian Kruss başkanlığındaki ekip, HyperNIR teknolojisinin örneğin geri dönüşüm süreçleri ve mikroplastiklerin tespiti için yararlı olan farklı plastik türlerinin temassız tanımlanması için kullanılabileceğini gösterdi. Araştırmacılar, 4 Mart 2025'te çevrimiçi olarak "Advanced Science" dergisinde teknoloji hakkında bir makale yayımladılar.

İnsanlar tarafından görülemeyen yakın kızılötesi ışık, bir numunenin kimyasal bileşimi hakkında değerli bilgiler içerir. Önceki yöntemler bunu ya gri tonlamalı bir görüntü olarak ya da bir spektrum olarak, yani farklı dalga boyları için bir yoğunluk dağılımı olarak gösteriyordu. Yeni yöntem hiperspektral görüntüleme, yani spektral ve mekansal bilgilerin birleşimine dayanmaktadır. Ucuz ve ticari olarak temin edilebilen bileşenleri kullanarak araştırmacılar, spektral bilgileri görüntülere dönüştürmek için herhangi bir standart kamerayı bir HyperNIR kameraya dönüştürebilmektedir. Bu amaçla kontrol edilebilir polarizasyon optikleri kullanırlar. Boyalar gibi harici belirteçler de yakalanabilir, ancak gerekli değildir.

İşlem Gerçek Zamanlı Olarak Çalışır

Sistem, her numunenin ayrıntılı spektral bilgi sağlayan üç görüntüsünü alır. Geleneksel yöntemler bir numunenin zaman alıcı taranmasını gerektirirken, HyperNIR kamera önemli ölçüde daha hızlıdır. Sebastian Kruss, "Farklı malzemeleri ve özelliklerini gerçek zamanlı olarak analiz etme yeteneği, çevresel izleme süreçlerinin verimliliğini önemli ölçüde artırabilir" diye öngörüyor.

Araştırmacılar, örneğin HyperNIR teknolojisinin, bir dolmalık biber bitkisinin temas olmadan ve boya kullanmadan suyu nasıl emdiğini gerçek zamanlı olarak takip etmelerini sağladığını gösterdiler. Jan Stegemann, "Bu tür hiperspektral görüntüleme potansiyel olarak diğer moleküllere aktarılabilir," diyor. "Bir bitkideki besin içeriğini izlemek veya zararlı istilasını ve bitki stresini erken bir aşamada tespit etmek için kullanılabilir."

Uygulamalar Biyomedikal Alanda Da Uygulanabilir

HyperNIR yöntemi ayrıca, belirteç olarak kullanılan çeşitli floresan molekülleri arasında ayrım yapmak için floresan mikroskopisi ile birleştirilebilir. Bu, sistemin biyomedikal araştırmalar için potansiyel olarak ilgi çekici olduğu anlamına gelir. Jan Stegemann ve Sebastian Kruss başkanlığındaki ekip, gelecekte bu uygulama alanını daha ayrıntılı olarak keşfetmeyi umuyor.

Sebastian Kruss, teknolojinin geliştirilmesinde olası bir sonraki aşamayı şöyle özetliyor: "Sürecin drone'lara entegre edilmesi, veri toplama ve analizinde yeni bir boyut açarak tarım alanındaki acil çevre sorunlarının çözülmesine de yardımcı olabilir."

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1185863/new-real-time-method-for-environmental-monitoring.html