漫談近紅外光譜的發展故事

時間：2025/1/26閱讀：98

伊始

1666年，牛頓，推斷太陽的白光是由七色光混合而成，并將這一現象命名為“光譜"。人類研究光譜的歷史，由此開始。

泯沒與再開

然而，在隨后漫長的140年間，牛頓的發現并未得到足夠的重視，未能有新的研究進展。

直到邁入19世紀，歐洲才陸續出現一些科學家重新研究光譜，擁有更多新發現和新成果。也正是在1800年，一位英國天文學家William Herschel發現了近紅外光譜區。值得一提的是，后世以他名字命名的望遠鏡主要利用紅外光譜儀捕捉紅外光線。

進步與沉默

20世紀50年代，Karl Norris運用多波長多元線性回歸方法提出了相對NIR定量分析技術，為后來系統的近紅外光譜技術理論體系的形成起到了重要作用。隨著簡易型近紅外光譜儀的出現，近紅外光譜終于成為實際分析技術，開始廣泛應用于農副產品的分析中。60年代，Norris還研制出了世界上di一臺近紅外掃描光譜儀，成為日后近紅外光譜儀器的雛形。

不過，隨著各種新的分析技術的出現，加之當時的近紅外光譜存在靈敏度低、抗干擾性差的弱點，近紅外光譜的發展進入沉默時期。

快速發展時期

80年代開始，在計算機技術的推動之下，分析儀器領域的整體發展勢頭強勁。人們終于認識到了近紅外光譜的價值，陸續開展了一系列相關領域的應用研究。到了90年代，近紅外光譜在在線分析領域得到了廣泛的應用，從此步入快速發展時期。

應用成果

從1666年到90年代這300多年的發展，國際上掀起了近紅外光譜應用研究的熱潮，我國也開始了近紅外光譜儀器的研制。

在眾多科研院所、高校企業的共同努力下，目前近紅外光譜的部分硬件研發成果已經被產業化，并轉化為商品化儀器。有些產品的關鍵性能指標甚至已經達到了國際同類水平，在石化、農業等領域發揮了積極的作用。相對的，我國在化學計量學方法及軟件開發方面也卓有成效。相比于國際流行軟件，國產軟件在界面語言、操作習慣等方面都更加適合國人，主要功能也并不遜色。

國內外近紅外光譜技術差異明顯

由于建立定量分析數學模型很難，近紅外光譜技術在國內各領域的應用受到了影響。目前，國內近紅外光譜儀器的核心部件依然依賴進口，整體性能和智能化水平都與國際產品有著明顯的差距。同時，國產軟件在算法研究、專業化軟件開發和及時升級等方面仍需加強。

現在比較有名的近紅外光譜儀如，島津傅立葉紅外光譜儀，布魯克傅立葉紅外光譜儀等。未來，近紅外光譜的主要發展方向將是小型化、專用化、智能化以及現場在線成套化。結合大數據、人工智能等新興技術，近紅外光譜將邁向怎樣的未來呢？還請拭目以待！