温度探测新纪元中国计量大学研制出利用稀土材料的尖端温度传感器开启智能监测时代
导语：光纤温度传感器凭借其卓越的性能，如高可靠性、高绝缘性、强抗电磁干扰能力、优良重复性和快速响应速度，再加上较低的成本，正迅速成为新一代温度传感器研究与开发的热点。中国计量大学赵士龙团队在浙江省自然科学基金的大力支持下，对利用稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤制造温度传感器进行了深入探索。据悉，该项目于今年4月顺利完成，并取得了一系列令人瞩目的创新成果。
作为全球范围内极为重要且稀缺的矿物资源之一，稀土因其广泛应用领域而被许多国家视作“战略资源”。如何有效地利用这些宝贵资源，以拓展它们在技术和工业中的应用，是近年来科研人员持续关注的话题。在浙江省自然科学基金的大力资助下，中国计量大学赵士龙团队致力于研究如何将稀土元素融入氧氟微晶玻璃中，以生产用于光纤温度传感器的一种新的材料。该课题已于今年4月正式结束，并取得了显著进展。
赵士龙教授指出，现有的各种各样温度测量设备，如热电偶、热电阻以及辐射式温度计等虽然多才多艺，但它们往往只能适用于相对狭窄的应用场景。而随着现代科技领域不断扩张，对于精确测量环境条件尤其是高科技领域中的高温监测需求日益增长，使得常规型号无法满足这些新的挑战。这促使科学家们开始寻找一种能够承受恶劣环境并提供准确读数的新型传感器——这就是我们追求光纤类型之所以具有前瞻意义的地方。
“相比那些老旧设计，我们发明了一个全新的概念，它不仅结合了最先进技术，而且还以成本效益为考量。”赵士龙解释道，“我们的目标是创造一种可以抵御大电流、高磁场及易燃易爆等危险环境，同时保持高度精度和稳定性的产品。”
通过精心调配金属离子的荧光特性，以及对基质材料进行细致分析，他们成功创建了一种基于荧光原理工作的特殊类型温度传感器，这种方法允许他们建立起金属离子与不同基质之间发光参数与温度变化关系，从而实现对待测物品体验到的实际体温情况的准确评估。
经过详尽地筹划和优化氧氟微晶玻璃组成以及制备工艺过程，研究者们终于培育出了透明度极佳且含有稀土元素的小分子结构玻璃网络，这些改进显著提升了玻璃网络结构所承载信息内容对于提高检测灵敏度至关重要。此次项目不仅促成了自主知识产权专利技术，其结果也为研发具有独特功能、新颖设计及更高性能水平的手持式或便携式无线通信设备提供理论依据和实践指导。截至目前，该项目已经产生13篇SCI期刊论文，其中包括5篇顶级期刊论文，并获得3项国家专利认证，以及培养出5名优秀研究生。在整个项目执行期间，赵士龙还荣获2018年度浙江省优秀教师称号，并被评选为中青年学科带头人之一，为推动未来教育教学改革奠定坚实基础。
