Mahmooda Sultana，是NASA哥達德太空飛行中心（位于馬里蘭州格林貝爾特）的工程師，他正在與麻省理工學院的化學教授Moungi Bawendi合作，開發(fā)一個基于新興量子點技術（Bawendi團隊開發(fā)）的成像光譜儀原型機。

　　美國宇航局的技術專家與一項新的納米技術的發(fā)明者進行了合作研究，該技術能夠轉變太空科學家建造光譜儀的方式。光譜儀是所有科學領域用來測量光（天體發(fā)出的，包括地球的）的特性的最重要裝置。

　　美國宇航局的中心創(chuàng)新基金為這項具有開創(chuàng)性的、高風險技術提供了資金支持。

　　量子點是上世界80年代早期發(fā)現(xiàn)的一種半導體納米晶體。肉眼不可見，根據(jù)它們的尺寸、性質(zhì)和化學成分，量子點可以吸收不同波長的光。該技術有望應用于依賴光分析的領域，包括智能手機攝像頭，醫(yī)療設備和環(huán)境測試設備。

　　“這是該技術領域的新發(fā)現(xiàn)，” Sultana說。她所指的是，她認為能夠讓天基光譜儀小型化和革命化的技術，尤其是那些應用于無人飛行器和小型衛(wèi)星上的光譜儀。“它確實可以簡化儀器的集成。”

　　吸收光譜儀，顧名思義，根據(jù)它們吸收的光的頻率或波長可以測量光的吸收，因為它們能夠與樣本相互作用，如大氣氣體。

　　穿透樣本或與樣本相互作用之后，光線到達光譜儀。傳統(tǒng)的光譜儀利用光柵、棱鏡或干涉濾光片將光分解成其組成成分的波長（它們的探測器像素），然后探測產(chǎn)生光譜。光譜吸收的越強，特定化學物質(zhì)存在的就越多。

　　由于設備小型化，天基光譜儀越來越小型化，但是它們的尺寸仍然較大。Sultana說：“高光譜分辨率對于利用光柵和棱鏡的設備來說需要長的光路。這就導致的設備體積大。而量子點就像過濾器一樣，根據(jù)它們的尺寸和形狀吸收不同波長，我們可以建造一個體積小的設備。換句話說，你可以不用光學零件，如光柵、棱鏡、干涉濾光片?！?br />
　　同樣重要的是，該技術能夠讓儀器開發(fā)人員產(chǎn)生幾乎無限數(shù)量的不同量子點。當它們的尺寸減小時，量子點吸收的光的波長也將減少。“這樣就可以產(chǎn)生一個持續(xù)可調(diào)的，獨立的一組吸收濾波器，其中每個像素都是由特定尺寸、形狀或成分的量子點組成。我們可以精確控制每個量子點的吸收。我們就能夠定制儀器，用高光譜分辨率來觀察不同波段。”

　　有了NASA的技術支持，通過熱真空和振動試驗，Sultana正在開發(fā)論證一個對可見光（太陽和極光成像必需的）敏感的20-by-20量子點陣列。該技術可以擴展到更廣的波長范圍，從紫外光到中紅外光，這些光線在地球科學、太陽物理學和行星科學等許多空間應用中都可以找到，她說。

　　通過協(xié)作，Sultana正在為立方體衛(wèi)星應用開發(fā)一個概念儀器，麻省理工學院的博士生Jason Yoo正在研究一項技術，合成不同易制毒化學品來創(chuàng)建量子點，然后將它們打印到合適的承印物上?！白詈螅覀兿胍獙⒘孔狱c直接打印到探測器像素上，”她說。

　　“這是一項非常新穎的技術，” Sultana補充道，不過她也承認現(xiàn)在還處于開發(fā)的早期階段。“但是，我們正在努力，快速地提高技術水平。將會有幾個太空科學任務從這項技術中受益。”