智能手機在化學實驗中的應用

董志強，劉豐俊，翁玉華，潘蕊，顏長明，許振玲，張春艷，呂銀云，歐陽小清，阮嬋姿，任艷平

廈門大學化學化工學院，化學國家級實驗教學示范中心(廈門大學)，福建 廈門 361000

隨著科技的發展，手機也在不斷更新換代，現代的智能手機集成了高清攝像頭、各種傳感器元件、強大的處理器和高清顯示屏等，通過各種 App (Application)軟件，可以實現數碼成像、圖像處理、數據傳輸等功能，并且智能手機具有方向、陀螺儀、光線感應、重力、旋轉矢量等多種傳感器[1]，通過這些傳感器，利用不同App，可以實現對長度、位置、方向、光強、重力等測量，這為智能手機應用于化學實驗提供了可能。

智能手機應用于化學實驗主要是基于其如下特點：

1) 智能手機的集成度高，集成了高清攝像頭、強大的處理器、高清顯示屏及各種傳感器等，不同的功能可以適用于不同的實驗設計中。

2) 智能手機具有開放式的外接端口，結合相關配件可搭建能使用光度法、熒光法等方法的分析儀器裝置，并且可以進行多種信號的處理，應用范圍廣。

3) 智能手機本身可連接網絡，可以實現實時跟蹤測定、即時信號分析以及實驗數據的云處理。

4) 智能手機的便攜性強，配合一些外部集成的模塊，可以實現現場定性、定量分析測定等。

基于上述特點，人們已經利用智能手機中的硬件和軟件進行了化學實驗方法的建立、改進等。智能手機在物理學、生物識別等領域也有著廣泛的用途。如利用智能手機的各種傳感器設計實驗，實現了對加速度、角速度、磁感應強度、聲音頻率等物理量的測量[2]。在生物識別領域，利用智能手機也已經實現了人臉、指紋、語音等生物信息的識別[3]。此外，在地震預警[4]、大氣探測[5]等領域，智能手機也有著廣泛的應用。

本文主要根據文獻報道的基于智能手機不同功能的應用所設計的實驗，對智能手機在化學實驗中的應用進行了分類總結。

1 基于智能手機數碼成像的實驗方法

基于智能手機數碼成像的實驗方法主要是利用了智能手機的數碼成像功能，通過智能手機的攝像頭將處理后的實驗待測樣品進行數碼成像，然后對成像圖像進行定性或定量分析。按照不同的應用，將基于智能手機數碼成像的分析方法進行如下分類介紹。

1.1 數碼比色分析法

數碼比色分析法是通過對數碼成像的有色物質溶液顏色的深淺來確定待測組分含量的分析方法[6–12]，即對一系列標準溶液和待測溶液進行數碼成像，利用軟件提取出不同濃度溶液所對應的顏色數據，通過建立濃度與提取的顏色數據的標準曲線來對待測樣品進行分析。數碼比色分析法簡單、便捷，只需要一臺數碼相機就可以實現。而目前智能手機數碼成像功能強大，還可通過App對成像的顏色數據進行提取。因此相對于數碼相機，基于智能手機的數碼比色分析法用起來更加簡單、方便。

目前，數碼比色分析法顏色數據可以采用智能手機App或者電腦軟件進行提取。常用的顏色數據提取的App軟件有Color Grab、Colormeter等；而電腦提取顏色數據主要是通過Photoshop來進行。

2007年楊傳孝等[6]首先采用數碼比色法對水樣中總磷的含量進行了測定，即利用數碼相機對KH2PO4標準溶液與(NH4)2MoO4、酒石酸銻鉀及抗壞血酸生成的藍色配合物和待測樣品進行數碼成像，利用軟件提取不同顏色梯度的灰度值與 KH2PO4濃度建立線性關系，對水樣中總磷含量進行測定。隨著智能手機硬件的發展，智能手機數碼成像能力大幅提高，2014年申貴雋等[7]利用智能手機數碼比色法測定了土壤中總磷的含量。

基于智能手機的數碼成像比色法操作簡單、方便，并且不需要專業設備，近幾年來，有關智能手機應用于化學實驗教學的相關報道很多。孫丹等[8]利用智能手機數碼比色法，通過Fe(III)與KSCN顯色后，其數碼成像的灰度值與 Fe(III)的濃度呈線性關系，測定了補鐵劑中鐵的含量。丁宗慶等[9]采用了智能手機數碼比色法，將水樣中Cr(VI)經二苯碳酰二肼顯色后，其數碼成像的亮度值與溶液中Cr(VI)的質量濃度呈線性關系，測定了水樣中Cr(VI)的含量。此方法簡單、便捷，引導學生可使用智能手機自行設計檢測，可極大地激發學生的實驗興趣和創新、探索精神。

在國外基于智能手機數碼成像的比色法測定物質含量的報道也很多。Gee等[10]將數碼比色法應用于蛋白質測定的兩種常用方法，即考馬斯亮藍法和雙縮脲法。通過兩種方法中蛋白質濃度與數碼成像顏色數據之間的線性關系，來測定蛋白質濃度，并將測定結果與分光光度法進行了比較，結果表明基于智能手機的數碼成像比色法是可行的。

Dangkulwanich等[11]利用了智能手機數碼比色法研究了淀粉酶隨溫度的變化對淀粉水解作用的影響。由于溶液中淀粉顆粒對光的反射和散射，使得分光光度法的使用受到限制，Dangkulwanich等通過搭建特殊的成像平臺，建立了基于智能手機數碼成像的比色法，即使溶液中存在淀粉顆粒的情況下，也可以進行定量比色分析。該方法可以有效地量化含有樣品的不透明有色溶液中化合物的濃度，這有效彌補了分光光度法的不足。

Montangero等[12]在中學實驗教學中基于Cu(NO3)2溶液中Cu2+濃度與溶液顏色近似線性關系，利用智能手機數碼成像對未知溶液中Cu2+濃度進行測定。該實驗可用于課堂演示，啟發學生可利用自己的智能手機來完成相應實驗，這種新穎的教學方式可以讓學生對化學有更多感性的認識，引起學生對學習化學的興趣。

此外，還可利用數碼比色法來對化學反應動力學進行研究。如Knutson等[13]利用了智能手機數碼攝像的方法對結晶紫與NaOH反應動力學進行了研究。將配制好的系列標準溶液和待測溶液放置在計時器旁，用智能手機拍攝整個反應過程，采集不同時間點的圖像，通過谷歌瀏覽器插件ColorPick Eyedropper來讀取不同時間點樣品的RGB (Red、Green、Blue)值，然后利用標準曲線法來計算反應級數。由此可以看出，數碼比色法可用于涉及顏色變化反應的反應動力學參數的測定；這種方法簡單、便捷、不再需要其他昂貴的儀器，適合高中生或大學生用于探索化學動力學方面的實驗。

目前，智能手機的數碼成像功能非常強大，已經可以媲美專業的數碼相機，配合手機顏色數據提取App軟件可以實現顏色數據的實時提取及分析?；谥悄苁謾C的數碼成像比色法具有一般比色法所具有的簡單、方便的特點，同時測量準確，可應用于樣品的現場測定、課堂演示及學生的研究性實驗中。

1.2 光譜分析法

智能手機光譜分析法主要是基于智能手機的數碼成像功能，通過利用智能手機及其他相關配件搭建的光譜儀得到的光譜圖來對樣品進行定性和定量分析的一種方法。

秦永樂等[14]設計了基于智能手機的光譜儀(如圖 1所示)，該裝置以手機內置閃光燈為光源，以DVD光盤作為衍射光柵，利用智能手機的數碼成像功能進行光譜分析。在使用前，利用窄帶濾光片對波長進行校準，利用Image J軟件將智能手機捕獲的光譜圖像轉化為灰度值，通過扣除溶劑背景，得到對應樣品的吸收光譜強度曲線。最后，基于朗伯-比爾定律，在濃度與吸光度之間建立定量檢測的標準曲線來對待測樣品進行測量。采用此套裝置實現了水中Cr(VI)的快速定量檢測，檢測結果與常用的分光光度法結果一致。

圖1 秦永樂等[14]設計的實驗裝置概念圖

史建政[15]設計了一款便攜式手機光譜儀并研發了相應的App，該光譜儀由刻劃型光柵、準直鏡、成像鏡和智能手機組成。實驗裝置的分辨率為4 nm，分別以LED燈、Na燈為光源，分別用照度計和所研制的便攜式手機光譜儀系統來檢測其光學參數，并將所測數據進行對比以確認所組裝的便攜式手機光譜儀及其圖像處理軟件的可靠性。丁兆強[16]設計了一種基于智能手機的便攜式生化光譜分析裝置，該裝置由激發光的驅動電路和集成化的系統檢測裝置構成。整個硬件電路的電源都由手機提供，非常方便。遮光盒巧妙地使用光纖傳導激發光，可以靈活改變光的照射方向。通過實驗表明，該套裝置和App程序穩定、可靠。

王軍等[17]設計了一款簡易的手機光譜儀(如圖 2所示)。該光譜儀由智能手機和一個暗盒組成，暗盒兩端分別為透射光柵和狹縫，手機攝像頭用于采集衍射光譜圖像，通過手機App顯示光譜和吸光度曲線。利用該實驗裝置實現了對橄欖油真偽的鑒別，這種簡易手機光譜儀可視化效果好、成本低。

圖2 王軍等[17]的實驗裝置圖

李嘉[18]使用智能手機和手持式分光鏡設計出可以快速準確記錄混合或單一金屬離子光譜圖的簡易實驗裝置。該裝置利用手持式分光鏡對入射光進行分光，通過智能手機的數碼成像功能來記錄光譜，然后將得到的光譜圖結合image J軟件繪得波長–灰度值圖(如圖3所示)，進而確定金屬離子的種類。此裝置簡單、便捷，不需要其他昂貴的儀器，可用于實驗教學，通過此實驗可以讓學生初步了解光譜分析技術的基本原理。

圖3 實驗中混合物的光譜圖及混合物的波長–灰度圖

Grasse等[19]利用3D打印技術制造出了模塊化程度高，且小巧便攜的分光光度計(如圖4所示)。該裝置由光源、狹縫、比色皿架、反光鏡、衍射光柵、智能手機和其他支持部件構成，其中外殼、狹縫等都是通過 3D打印技術制造。該分光光度計具有開放式特點，可以使學生有效地觀察到分光光度計的各個組件，了解各個組件的作用，這樣有利于學生更好理解儀器構造和測量原理。

圖4 Grasse等[19]設計的智能手機分光光度計

Jian等[20]設計了一種基于 3D打印技術制造的小型手持式智能手機光譜儀，該裝置以太陽光為光源，太陽光穿過樣品后經過光柵，再利用智能手機單色相機記錄光譜。以太陽光為光源則不需要其他光源設備，并且在整個可見光譜范圍內分布更均勻。單色相機代替彩色相機用于光譜圖像記錄，不僅增加了光譜分辨率和光收集效率，而且避免了色彩重疊。通過開發配套的App，可快速、自動地進行光譜校準和分析。該實驗裝置具有接近商用酶標儀的高靈敏度和準確性，已成功用于 AIV H7N9抗體和PCV2抗體的檢測。

綜上所述，基于智能手機的光譜分析法利用了智能手機的高清攝像頭，對得到的光譜圖進行高清的數碼成像，利用光譜成像來對樣品進行定性和定量分析?；谥悄苁謾C搭建的光譜儀不具備成品商用儀器的高精度、高穩定性等特點，因此在對精度要求較高的科研實驗中應用較少，但是自組裝儀器具有的可拆卸、構件可視化、便攜、成本低等特點，適合應用于實驗教學中。如在實驗教學中缺乏專業儀器時，可以啟發學生利用智能手機搭建相應裝置解決實驗中遇到的困難，通過啟發學生思考–動手搭建裝置–完成實驗的過程，培養學生的動手能力和創新意識；同時通過儀器的搭建，也有利于學生對儀器結構和原理有更深刻的認識和理解。

1.3 顯微觀察法

顯微觀察法主要通過使用智能手機搭建的顯微鏡對實驗過程、現象和物質的結構等進行顯微觀察。手機顯微鏡的結構與普通的光學顯微鏡基本相同，通過搭建可與手機攝像頭配合的顯微鏡頭，利用智能手機的數碼成像功能來記錄觀察的圖像。

在這方面國外起步較早，如Skandarajah等[21]及Meng等[22]由智能手機、LED光源、目鏡、物鏡及其他支持部件都搭建了手機顯微鏡，其分辨率可以達到微米級，可用于紅細胞涂片、蠶豆表皮切片等的觀察。

美國西北太平洋國家實驗室設計了一種新的顯微鏡頭[23]。該鏡頭由玻璃珠和相應的支持組件構成，不同玻璃珠可以實現不同的放大倍率，最大可以達到350倍的放大效果。Lumetta等[24]利用這種鏡頭和智能手機搭建的手機顯微鏡實現了對氯化鈉晶體的溶解和結晶過程的顯微觀察，取得了不錯的實驗效果。

1.4 熱成像分析法

智能手機搭配顯微鏡頭配件可以成為手機顯微鏡，而搭配其他相應配件可以變成另一種具有不同功能的裝置。Xu等[25]使用智能手機及熱成像配件FLIR One Pro組裝了一臺智能手機熱成像儀，其測溫范圍為?20 – 400 °C，分辨率為0.1 °C，可滿足一般的化學實驗要求。他們利用智能手機熱成像儀觀察了CH3COONa過飽和溶液的結晶、不同溶液的混合、濃H2SO4稀釋、高分散金屬粉末自燃等過程的熱量吸收、釋放、傳遞等。通過搭建的智能手機熱成像儀，學生可以在自己的智能手機上看到肉眼看不見的熱傳遞現象，并且可以拍攝熱成像圖片并隨時記錄實驗過程。智能手機熱成像儀也可用來研究系統中溫度的空間分布。通過實驗加深學生對所學知識的理解，促使理論與實驗的相互融合。

1.5 近紅外檢測法

有關利用智能手機的近紅外檢測法的文獻報道還較少。Torres等[26]通過利用智能手機及波長為750 nm的濾光片設計了一種可用于文物檢測的近紅外(NIR，Near Infrared)成像裝置(如圖5a所示)。該裝置可以有效地改善被其他顏色掩蓋的底紋的可見性，檢測藝術家的構圖變化，以及因損壞或老化而掩蓋的原始構圖元素(如圖5b所示)。近紅外檢測法的實現和應用表明智能手機可以應用于文物鑒定、痕跡鑒定等領域中，這類基于智能手機的檢測裝置具有很好的便攜性，且成本低，適用于多人同時現場勘查。也可以將此裝置用于教學演示。通過現場演示來向學生介紹紅外反射成像等概念，或讓學生通過自己搭建的裝置進行現場鑒定等。

圖5 Torres等[26]設計的實驗裝置及實驗效果圖

1.6 熒光檢測法

基于智能手機的熒光檢測法同樣利用的是智能手機的數碼成像功能捕捉熒光圖像，然后通過對熒光強度的分析，運用標準曲線法等方法實現對未知樣品含量的測定。

Yu等[27]利用智能手機、衍射光柵、柱面透鏡、激光光源等搭建了一臺熒光光譜儀，將搭建的光譜儀用于RNA突變堿基的檢測，獲得了滿意的效果。Lian等[28]合成了一種功能化材料，這種材料可以和苯基乙醛酸進行反應而產生具有熒光性質的物質，他們基于此原理設計了一種測試試紙，通過智能手機采集測試試紙的熒光圖像，實現了對苯基乙醛酸濃度的檢測。Zeinhom等[29]利用智能手機的數碼成像功能設計制造了一臺基于智能手機的便攜式熒光成像儀，并用于酸奶和雞蛋中的大腸桿菌O157：H7病原體的檢測，其檢出限分別為1和10 CFU·mL?1。

從上述介紹可看出，基于智能手機數碼成像的實驗方法或是直接利用智能手機數碼成像，然后對數碼成像圖像的顏色、強度等進行分析，或是通過在手機攝像頭前加裝不同裝置，實現不同功能的應用。這兩種基于智能手機數碼成像的實驗方法都具有簡單、便捷等優點。隨著智能手機的發展，基于智能手機數碼成像的實驗方法在圖像的分辨率、圖像數據的處理等方面都會進一步增強，其應用也會越來越廣泛。

2 基于智能手機光線傳感器的分析方法

基于智能手機光線傳感器的分析方法主要是將智能手機的光線傳感器作為檢測器，通過樣品對單色光的定量吸收，利用朗伯-比爾定律來進行定量測定的分析方法。其測定思路和分光光度法類似。

張宇哲等[30]利用紫外手電筒、比色皿和智能手機搭建的實驗裝置對維生素B12的含量進行了檢測，通過phyphox軟件采集數據，其實驗加標回收率在89.3%–105.4%之間，檢出限為0.2638 μg·mL?1，實驗表明其測定結果與分光光度法測定結果基本一致。溫寧紅等[31]提出了一種利用智能手機基于考馬斯亮藍法對牛奶中蛋白質的含量進行定量探究的實驗方法。該實驗裝置由硬紙盒、智能手機和比色皿組成。實驗中使用兩部手機，一部通過RGB調色板應用程序提供黃色光源，另一部通過光線傳感器使用phyphox軟件采集透過樣品的光強來計算吸光度，其線性擬合方程的R值達到了0.997。劉琳琳等[32]利用紫外手電筒、比色皿暗盒以及智能手機搭建了一種簡易的光度計，通過使用Luxmeter with graph軟件實現了對牛血清白蛋白(BSA)標準溶液及待測卵白蛋白溶液透過光強度的測定，并計算得到了蛋清鹽析法制取卵白蛋白的產率。

奚忠華等[33]利用智能手機光線傳感器作為檢測器、液相色譜紫外檢測器的流通池作為樣品吸收池以及光纖傳導信號設計了一款手機光度計(如圖6所示)。利用該手機光度計對Fe(II)標準溶液進行了測定，在測定范圍內，樣品濃度與吸光度有著良好的線性關系，利用此裝置進行一次測試只需要約200 μL樣品溶液，可有效降低實驗室廢液的回收量。

圖6 奚忠華等[33]設計的手機光度計結構圖和光度計App運行界面

上述報道所搭建的裝置均是簡單的光度計，不具備分光功能，Hosker[34]利用紙盒、LED手電筒、DVD光盤和智能手機組裝了具備分光功能的光度計(如圖7所示)。該裝置通過LED手電筒提供光源，利用部分DVD光盤進行分光，紙盒內部襯有黑色材料，以最大程度地減少光的反射。通過調節 DVD光盤的齒輪將實驗所需波長的光投射到狹縫。智能手機的光線傳感器置于比色皿架后方，與通過狹縫的光線對齊，而手機顯示屏部分則位于盒子外部，方便讀取數據。用搭建好的裝置，在不同波長下對不同物質進行了測試，均獲得了滿意的結果。

圖7 Hosker [34]搭建的實驗裝置

除此之外，還可利用智能手機光線傳感器研究化學反應速率。柴紅梅等[35]利用智能手機光線傳感器研究了 KMnO4和 H2C2O4反應中反應物濃度及酸化時間對化學反應速率的影響。實驗中利用LED燈作為光源，智能手機光線傳感器作為檢測器，通過測量實驗反應體系透射光的強度隨時間變化的關系來對體系進行研究。該實驗裝置簡單、便攜，可用于實驗教學以增加實驗教學的趣味性。

智能手機的光線傳感器可以感知光線的強弱，通過App可以對光線強弱進行量化。因此化學實驗中利用光線強度變化來進行分析的實驗均可利用智能手機的這一功能來實現，如基礎化學實驗中的Cu(IO3)2溶度積的測定、水中Cr(VI)的測定、鄰二氮菲吸光光度法測定Fe等實驗。由于光學實驗對環境要求較高，因此在設計這一類實驗時需要盡量保證一個密閉不透光的實驗環境；其次在實驗設計時，要對各部件進行固定，以避免微小的移動對實驗產生影響?？偟膩碚f，這種利用智能手機光線傳感器的實驗裝置及搭建過程簡單、易于實現，可以在實驗教學中啟發學生通過搭建基于智能手機光線傳感器的實驗裝置進行實驗，這既可豐富實驗教學的內容和形式，也有利于培養學生的動手能力和創新能力。

3 智能手機在其他化學實驗中的應用

3.1 智能手機輔助滴定終點的判斷

智能手機輔助判斷滴定終點主要是利用滴定終點顏色的變化，根據智能手機的圖像采集能力設計相應App來實現對滴定終點的判斷。

Bandyopadhyay等[36]開發出一種基于 Android的應用程序以幫助視力弱或色盲而無法準確感知顏色變化的學生順利完成滴定實驗。此應用程序通過攝像頭記錄顏色信息，使用 HSV (Hue,Saturation, Value)坐標的范圍閾值來檢測特定指示劑的顏色變化，當到達滴定終點時，智能手機會發出蜂鳴聲和振動來提醒學生。Soong等[37]設計出一套自動滴定儀(如圖 8所示)，用于幫助手臂有殘疾的學生完成實驗。該裝置可以通過藍牙功能連接到智能手機或平板電腦以輔助完成滴定。除此以外，智能手機還可以用于滴定終點的評價，Rathod等[38]設計了一款App，利用智能手機的攝像功能，將捕獲顏色的 RGB (Red, Green, Blue)數據轉換為 HSV值。根據HSV值，確定滴定終點的最佳顏色，并對滴定終點的判斷做出評分。

圖8 自動滴定裝置的概念圖及實物圖

3.2 智能手機模擬實驗

模擬實驗是利用智能手機中具有模擬實驗功能的App來實現，這種實驗方法不受時間和地域的限制，可以隨時隨地多次重復進行，不僅節約了實驗成本，也減少了對環境的負面影響。

Plunkett[39]設計了一款虛擬軟件，利用智能手機對僅寫有反應試劑和底物的記錄卡進行交互后，在手機顯示屏上將顯示出產物以及形成產物的機理(如圖9所示)。Plunkett共設計了三十個常見的有機化學反應機理，以此幫助學生學習。Tee等[40]提出通過編程來模擬滴定過程，并在手機端運行程序模擬實驗，可以在不使用任何化學藥品的情況下獲得實驗的體驗。

圖9 物理記錄卡和智能手機上的AR視頻投影的實時圖像

除此以外，目前大力推行的虛擬仿真實驗項目也是通過程序對實驗過程的模擬，讓學生在虛擬的實驗環境下完成實驗。與上文所述模式不同的是，虛擬仿真實驗項目是在線項目，只需通過電腦端、移動端等終端對在線項目服務器進行訪問加載就可進行實驗，在形式上更方便。

3.3 智能手機應用于其他實驗裝置的搭建

Thomson等[41]利用智能手機設計了一臺旋光儀。該旋光儀由文檔相機、3D眼鏡和智能手機構成，3D眼鏡作為偏振濾鏡，智能手機用于提供光源和測量旋轉角度。實驗過程中先用無旋光性的物質校準，使文檔相機里的圖像清晰。再加入有旋光性的物質，此時文檔相機中的圖像會變模糊，水平旋轉手機，使圖像再次清晰，并使手機旋轉角度最小，通過智能手機上的指南針可以測量旋轉的角度。Thomson設計的這種旋光儀已用于有機化學教學課堂演示中，并且收到了良好的效果。

Almendro Vedia等[42]提出利用智能手機的音頻輸出所提供的交流電信號制備懸浮于鹽溶液中的囊泡，然后利用顯微鏡對其進行可視化觀察。智能手機等可以通過音頻輸出插孔以可變的電壓和頻率輸出電信號，再利用App軟件產生所需頻率的信號，并通過音量鍵調節所輸出電信號的強度，最后利用自制的音頻插孔連接器將電信號導出，通過智能手機提供的10 Hz、1 V的交流電信號制備了懸浮于溶液中的囊泡。

智能手機也可應用到檢測系統的構建中。如劉翠玲等[43]利用光譜檢測技術提出了基于移動網絡的便攜式近紅外光譜快速檢測系統。這種系統利用探頭獲取現場樣本的近紅外光譜數據，通過智能手機端將獲得樣本的光譜數據上傳至云平臺的服務器進行建模、預測，云平臺將得到的結果下發至智能手機端并顯示，整個過程耗時很短，可以實現樣品的現場快速檢測篩查。

4 結語

本文詳細總結了基于智能手機數碼成像及光線傳感器的實驗方法，以及智能手機在虛擬實驗、輔助滴定等方面的應用。這些基于智能手機的應用大多具有簡單、便捷等特點，可以實現現場測定、課堂演示等功能。這些基于智能手機的應用主要用到了智能手機的高清攝像頭、光線傳感器、磁傳感器、藍牙設備等，而目前的智能手機基本上都集成了這些裝置，一般1000元左右的智能手機就能很好地滿足實驗的需求。從整體看，目前智能手機在化學實驗中的應用主要還是集中在化學教學實驗中，這主要可能是化學科研實驗對儀器精度等要求高，基于智能手機搭建的儀器還達不到大多數科研實驗所需的精度；另一方面，智能手機具有的高集成、高智能、多傳感器的特點使得其更適合應用于化學實驗教學中。在實驗教學中，通過啟發學生利用智能手機解決實驗中遇到的相應問題，這有利于豐富實驗教學的內容和形式，增加學習的趣味性，同時也可更好地培養學生的動手能力和創新意識。此外，智能手機功能強大，可以開發一些基于智能手機的科普實驗，將抽象的理論知識通過實驗直觀、具體地呈現給大眾。同時基于智能手機搭建的實驗裝置的便攜性也能為現場科普實驗的進行提供方便。

目前，智能手機的發展越來越迅速，每年都會推出新的產品。新產品除了在硬件配置上會大幅提升外，可能還會加入一些新的功能，這使得智能手機的功能越來越強大，應用越來越廣泛；同時5G時代的到來，智能手機作為最重要的終端，其在5G時代的功能還會被進一步拓展，例如基于智能手機的遠程操控及人工智能實現等。因此，可以預計在將來會出現更多、更新穎的基于智能手機的化學實驗設計，智能手機在化學實驗領域中的應用將會有更進一步的發展。