莲藕，是一种常见的食材，富含碳水化合物、膳食纤维、维生素和矿物质，有清热解毒、健脾开胃的功效。但你知道吗，莲藕还可以制造出一种具有光学传输和生物传感功能的微光纤，为医学诊断、环境监测和光学通信等领域带来新的可能。
该成果来自于暨南大学的研究团队，他们从直径8厘米左右的莲藕片中，提取出直径只有3-5微米的莲藕丝微光纤。这种莲藕丝微光纤，不仅具有高生物相容性和极低的波导损耗，而且能在可见光范围内实现无源波导，即不需要外加电源就能传输光信号。同时，由于该光纤的直径较小，并且具备柔性微纤维的特性，故能用于极小探测区域的生物传感应用。
在现代生物物理学和生物医学中，持续监测生物体的生理病理状态非常重要，但目前大多数传统光纤仍然是基于玻璃、半导体或金属材料的，并不完全适合于生物相关的环境，容易受到折弯、弯曲或挤压等物理损坏。而且在与生物样本接触时，由于生物相容性较差，传统光纤容易对样本产生不良影响。同时，信号容易发生交叉干扰，导致传感灵敏度低。
莲藕片作为一种纯天然材料，恰好可以解决上述问题，但其最大的难点在于加工，每个藕节内部都有许多莲藕丝纤维束，这些纤维束由果胶等成分包裹，呈螺旋状整齐排列，想要在微纳米尺度上实现莲藕丝纤维束的解螺旋和分离，需要精密的操作和创新的方法。
在两年多的研究之后，研究团队终于成功地摸索出一种化学辅助物理分离的技术，具体步骤如下：
处理后获得的莲藕丝微光纤呈现出一维柱形结构，长度大于600μm，直径为3μm-5μm，不仅直径均匀，而且表面光滑、光学缺陷也非常少。
在实验中研究人员发现，这种莲藕丝微光纤不仅能展现出固有的荧光效应，并能实现耦合光的波导效应，这些独特性质让单丝监测器可以成为具备多种传感功能的出色组件，从而能够用于pH值探测和细菌活性检测等。例如，他们利用莲藕丝微光纤的荧光强度随着溶液pH值的改变而发生可逆性变化的特点，设计了一款pH传感器，可以实现液体微环境中的酸碱度的检测。他们还利用莲藕丝微光纤的无源波导特性，设计了一款细菌传感器，可以实现细菌和细胞的凋亡过程中，酶促物质的检测。
据悉，这种基于莲藕丝微光纤的光学传感技术，具有生物相容性高、环保低碳、成本低廉等优点，为光学器件、生物传感技术和环境监测等领域提供了新的思路和方向，未来通过进一步的研究和优化，有望推广至更多领域。
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