水質在線監(jiān)測對水環(huán)境管理及污染控制極為重要，傳統(tǒng)光度檢測法主要包括采樣、消解、顯色和檢測等復雜步驟，且需要高溫高壓環(huán)境，能耗高、試劑用量大，污染排放量大。目前，市場主流儀器適用范圍窄，已無法滿足目前高速增長的多場景、高精度需求。 來自武漢理工大學的光流控水質監(jiān)測團隊針對現(xiàn)有技術高能耗，高污染的缺陷，通過材料、物理、化學、信息多學科的交叉，綜合利用光流控片上預處理技術、光熱協(xié)同催化技術和智能控制及信息處理技術，設計開發(fā)光流控水質多參數(shù)在線監(jiān)測儀，推動水質監(jiān)測儀器向低功耗、低排放、多參量、集成化、微型化和智能化的方向發(fā)展。

團隊成員們首先設計高反應速率光流控預處理芯片構建微反應體系，采用光熱協(xié)同催化方法對污染物實現(xiàn)快速消解，利用二氧化錳優(yōu)異的催化性能以及對太陽光全波段吸收的特點，結合光流控芯片和光熱催化薄膜，設計了一個覆有二氧化錳薄膜的微型消解腔并與顯色單元構成完整的光流控芯片；其次制備光學流通池，在光學流通池的兩端連接照射液芯的寬譜光源與微型光譜儀。在流通池通道中，顯色后的溶液吸收光源中特定波長的光，使得光信號透過后光強有所減弱。微型光譜儀接收顯色前后的光信號，并將模擬光信號轉換成數(shù)字信號傳輸?shù)街悄苄畔⑻幚砥脚_進行數(shù)據(jù)處理，計算出對應待測參數(shù)的濃度；最后利用智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動采集水樣、定標、檢測及數(shù)據(jù)實時傳輸，團隊成員還根據(jù)顯示系統(tǒng)的功能需求設計了一款APP，其功能及系統(tǒng)設計包括信息顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理報警系統(tǒng)，使得裝置能夠更好的實現(xiàn)實時遠程監(jiān)測。

在國家和世界環(huán)保組織大力推進水質檢測低排放低污染的時代背景下，光流控水質監(jiān)測團隊響應號召，成員們積極投身研發(fā)水質在線監(jiān)測儀，旨在克服傳統(tǒng)水質參數(shù)檢測方法在預處理及檢測過程中反應條件苛刻、高功耗、高污染排放等問題。團隊所研發(fā)的裝置能在實現(xiàn)水質參數(shù)準確快檢基礎上，降低能耗，增加收益，具有廣泛的應用前景。