Smart polarization and spectroscopic holography for real-time microplastics identification

全息术 计算机科学 人工智能 分类器(UML) 极化(电化学) 微塑料 光学 子空间拓扑 支持向量机 荧光各向异性 光谱学 模式识别(心理学) 材料科学 生物系统 物理 化学 荧光 环境化学 物理化学 生物 量子力学
作者
Yanmin Zhu,Yuxing Li,Jianqing Huang,Edmund Y. Lam
出处
期刊: [Springer Science+Business Media]
卷期号:3 (1) 被引量:4
标识
DOI:10.1038/s44172-024-00178-4
摘要

Abstract Optical microscopy technologies as prominent imaging methods can offer rapid, non-destructive, non-invasive detection, quantification, and characterization of tiny particles. However, optical systems generally incorporate spectroscopy and chromatography for precise material determination, which are usually time-consuming and labor-intensive. Here, we design a polarization and spectroscopic holography to automatically analyze the molecular structure and composition, namely smart polarization and spectroscopic holography (SPLASH). This smart approach improves the evaluation performance by integrating multi-dimensional features, thereby enabling highly accurate and efficient identification. It simultaneously captures the polarization states-related, holographic, and texture features as spectroscopy, without the physical implementation of a spectroscopic system. By leveraging a Stokes polarization mask (SPM), SPLASH achieves simultaneous imaging of four polarization states. Its effectiveness has been demonstrated in the application of microplastics (MP) identification. With machine learning methods, such as ensemble subspace discriminant classifier, k-nearest neighbors classifier, and support vector machine, SPLASH depicts MPs with anisotropy, interference fringes, refractive index, and morphological characteristics and performs explicit discrimination with over 0.8 in value of area under the curve and less than 0.05 variance. This technique is a promising tool for addressing the increasing public concerning issues in MP pollution assessment, MP source identification, and long-term water pollution monitoring.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
laville完成签到,获得积分10
刚刚
百里越泽完成签到,获得积分20
刚刚
TPolymer完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
wjw发布了新的文献求助10
2秒前
malistm完成签到,获得积分10
3秒前
大观天下发布了新的文献求助10
3秒前
天真梦槐完成签到,获得积分10
4秒前
百里越泽发布了新的文献求助10
4秒前
15503116087完成签到 ,获得积分10
4秒前
伍中道完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
上上签完成签到,获得积分10
7秒前
洽洽瓜子shine完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
小马甲应助万千回忆采纳,获得10
8秒前
领导范儿应助wangyx采纳,获得10
8秒前
牙膏完成签到,获得积分10
8秒前
yy完成签到,获得积分10
9秒前
calico完成签到,获得积分10
9秒前
六六完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
wangjia完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
TheSail完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
OK应助小荷才露尖尖角采纳,获得50
14秒前
天晴色烟雨完成签到,获得积分10
14秒前
Queena完成签到,获得积分10
14秒前
Jason完成签到 ,获得积分10
15秒前
空空完成签到 ,获得积分10
15秒前
p454q完成签到 ,获得积分10
15秒前
ee_Liu完成签到,获得积分10
15秒前
benben发布了新的文献求助10
16秒前
Nature发布了新的文献求助10
17秒前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
17秒前
gongzuoQQ完成签到,获得积分10
17秒前
yesterdayffy完成签到,获得积分10
18秒前
美丽萝莉完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7656698
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9227378
关于积分的说明 19829344
捐赠科研通 7223213
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280340
关于科研通互助平台的介绍 2440621
邀请新用户注册赠送积分活动 2280188