设备太贵买不起，他决定用乐高手搓实验仪器

来源 | 马尼拉雅典耀大学

翻译 | 马良骥

审校｜王昱

菲律宾马尼拉雅典耀大学（Ateneo de Manila University）物理系的一名本科生利用简易电路、偏振膜和乐高积木，自制了一台简易偏振计。它能够用光学方法评估维生素C（抗坏血酸）及其他手性物质的纯度。

《通过自制偏振计测量抗坏血酸样品的旋光度以评估其纯度》，该研究于2024年10月23日发表于《物理杂志：会议系列》（Journal of Physics: Conference Series）。

该装置有望成为课堂的教学工具，还有可能为监测某些消费品的质量提供更加经济有效的手段。

偏振计是实验室中不可或缺的仪器，它能通过测量通过样品的偏振光的旋转角度来推断化学物质的纯度。

然而，实验室级别的偏振计价格昂贵，高端型号价格超过11 500美元（约合人民币83 000元），商业手动偏振计的价格也超过1200美元（约合人民币8700元）。对于菲律宾这样的发展中国家的小实验室和教室来说，获取和使用这些设备几乎是不可能的。

菲律宾马尼拉雅典耀大学物理系光子学实验室的本科生里安·约瑟夫·费利西达里奥（Ryan Joseph Felicidario）及其导师拉蒙·迪洛斯·桑托斯博士（Dr. Ramon delos Santos）的工作或许能改变这种状况。他们的研究改进了挪威研究人员利塞·库伊蒂宁（Lise Kvittingen）和比尔特·约翰妮·舒尔森（Birte Johanne Sjursnes）设计的基于乐高积木的偏振计。

由于抗坏血酸的旋光性相对较弱，菲律宾研究人员改进了原始设计，并优化了检测过程，以获得可靠和精确的测量结果。

相较于商业偏振计的高昂成本，菲律宾马尼拉雅典耀大学物理系光子学实验室研制的设备以更低的价格实现了更高的可靠性和精确度。图片来源：里安·约瑟夫·费利西达里奥和拉蒙·迪洛斯·桑托斯。

通过使用易于购买的乐高积木、偏振膜和廉价的现成电子元件，费利西达里奥成功将偏振计的成本降至仅150美元出头。

为了测试该设备，他选用了两种不同药厂品牌的市售维生素C（抗坏血酸）样本，并将其测试结果与纯抗坏血酸的理论值进行比较。

其中一个样本的测试结果在可接受范围内，而另一个样本“与预期值显著偏差，表明可能存在影响其光学特性的杂质”。这一结论得到了熔点测量数据的支持。

费利西达里奥和桑托斯在他们的论文中表示：“将偏光度测定和熔点测定相结合的方法，相较于通常用于纯度评估的其他设备更为经济，这些设备往往价格更高。”

论文总结道：“此外，研究结果表明，偏振计不仅在实际应用中有效，还具有教育意义。以往的偏振计往往是一个黑箱，而开放的偏振计便于直观地展示旋光性和偏振的概念。”