傳感器是在上個(gè)世紀(jì)中期開(kāi)始興起的一種高科技，隨著信息化產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，傳感器逐漸在各行各業(yè)嶄露頭角。到現(xiàn)在，傳感器已經(jīng)融入到我們的生產(chǎn)生活中，從智能手機(jī)到智慧型家居，從機(jī)器人到無(wú)人駕駛，甚至是醫(yī)療中也越來(lái)越多的出現(xiàn)了傳感器的身影。
傳感器又被成為電五官，但隨著傳感器應(yīng)用場(chǎng)所的不斷擴(kuò)大，傳感器的種類(lèi)越來(lái)越多，技術(shù)也在不斷革新。眼下已經(jīng)是2021年，回望過(guò)去一年，科學(xué)家在傳感器領(lǐng)域取得了不少成績(jī)，下面小編就為讀者盤(pán)點(diǎn)其中一部分。
由光驅(qū)動(dòng)的新型氫氣傳感器成功研發(fā)
氫是一種理想的自由基，特別是毒性自由基的良好清除劑，具有潛在的臨床應(yīng)用前景。但氫氣面臨著安全儲(chǔ)藏和運(yùn)輸兩個(gè)難題。故而在生物醫(yī)療領(lǐng)域，需要嚴(yán)格把控氫氣含量以及嚴(yán)防其泄露，為解決這一難題，澳大利亞墨爾本RMIT大學(xué)的研究人員模仿蝴蝶翅膀表面的凹凸微結(jié)構(gòu)，研究開(kāi)發(fā)出了一種光激活的氫氣傳感器。
據(jù)悉，該儀器用光為動(dòng)力代替了熱動(dòng)力，儀器也超越了以往的氫氣傳感器，不止能在150℃以及更高的溫度下工作，在室溫下、全范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)也能輸出準(zhǔn)確的結(jié)果。該傳感器可以檢測(cè)用于醫(yī)療診斷的百萬(wàn)分之十分子的氫氣濃度，也能檢測(cè)潛在爆炸性氣體水平的百萬(wàn)分之四濃度。
抗生素檢測(cè)新方法 傳感器發(fā)揮功用
“禁抗”政策的落實(shí)，需要檢測(cè)方法的輔助。為了確保人類(lèi)食品安全，我們需要用到大量?jī)x器設(shè)備，而目前，開(kāi)發(fā)一種快速、簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)的抗生素檢測(cè)可視化方法具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
中科院合肥研究院固體所蔣長(zhǎng)龍研究團(tuán)隊(duì)基于雙發(fā)射熒光量子點(diǎn)比率傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)四環(huán)素可視化定量檢測(cè)。目前，該傳感器已經(jīng)在自來(lái)水樣品以及牛奶樣品的快速現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中成功應(yīng)用。并且，該方法顯示了熒光檢測(cè)方法在簡(jiǎn)單、快速、直觀、實(shí)時(shí)的食品安全和環(huán)境保護(hù)方面的廣泛適用性，為更多食品安全檢測(cè)方法和環(huán)境污染檢測(cè)方法的研發(fā)提供了方向。
微型防撞傳感器 兩秒內(nèi)即可做出反應(yīng)
研究人員發(fā)現(xiàn)蝗蟲(chóng)特有的一種特殊神經(jīng)元的電子版本，這種神經(jīng)元可以讓蝗蟲(chóng)在不消耗太多能量的情況下做出快速反應(yīng)。以此為靈感，研究人員利用由單層硫化鉬制成的光探測(cè)器開(kāi)發(fā)了一種納米大小的碰撞傳感器。這一新傳感器可能有助于無(wú)人機(jī)、機(jī)器人和自動(dòng)駕駛汽車(chē)未來(lái)的防撞技術(shù)開(kāi)發(fā)。
聲學(xué)所設(shè)計(jì)出新型聲表面波溫度傳感器件
高溫環(huán)境引起的熱輻射損耗會(huì)導(dǎo)致傳感器器件有較大的聲波衰減，因此在這種環(huán)境下工作的傳感器應(yīng)具有足夠大的品質(zhì)因數(shù)且損耗較低，而基于聲表面波的無(wú)線無(wú)源溫度傳感器為此提供了良好的解決方案。
*聲學(xué)研究所超聲技術(shù)中心博士生李學(xué)玲及其導(dǎo)師王文等，采用短脈沖法提取準(zhǔn)確的反射系數(shù)，并用典型的耦合模型，對(duì)LGS/Pt結(jié)構(gòu)聲表面波溫度傳感器件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，仿真和試驗(yàn)證明該器件具有良好的高溫傳感性能。
研究表明，聲表面波高溫傳感技術(shù)可用于高溫環(huán)境下的高靈敏度溫度監(jiān)測(cè)和預(yù)警。
微電子所在SERS液滴生化傳感器研究方向取得進(jìn)展
2020年9月29日，*微電子研究所發(fā)布新聞，稱微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心陳大鵬研究員課題組與中北大學(xué)熊繼軍教授課題組合作在表面增強(qiáng)拉曼(SERS)生化檢測(cè)研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展。
陳大鵬研究員課題組提出了一種開(kāi)放式SERS液滴傳感器。該傳感器利用燭灰納米鏈結(jié)構(gòu)的多孔易斷性，以滾動(dòng)的方式在基底上在形成了具有豐富三維“熱點(diǎn)”的SERS活性液滴，從而大大增強(qiáng)該液滴的拉曼檢測(cè)性能。液滴所提供的液相環(huán)境能夠保持生物分子的活性，并提高生物大分子(如蛋白質(zhì)、DNA)等與“熱點(diǎn)”的有效結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)基底型SERS器件所需的復(fù)雜制備工藝問(wèn)題。
我國(guó)學(xué)者在分布式光纖傳感研究方面取得進(jìn)展
北京郵電大學(xué)洪小斌教授等合作團(tuán)隊(duì)在分布式光纖傳感研究方面取得進(jìn)展。該項(xiàng)目研究成果將促進(jìn)分布式光纖傳感系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，可服務(wù)于防災(zāi)、市政管道監(jiān)控和油氣管道監(jiān)控等領(lǐng)域。
該團(tuán)隊(duì)提出了一種新型編/解碼方法，即采用一組二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)將光信號(hào)調(diào)制為光脈沖序列，將其注入到光纖中并檢測(cè)反射光信號(hào)，并將這組二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)的逆向量作為解碼向量。這樣，只需要注入一組隨機(jī)數(shù)即可得到單脈沖的系統(tǒng)響應(yīng)，并且在提高分布式光纖傳感系統(tǒng)性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。利用該方法，在基于拉曼散射的拉曼光時(shí)域反射儀(ROTDR)上實(shí)現(xiàn)了10千米光纖長(zhǎng)度的實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)，在100千米光纖長(zhǎng)度的布里淵時(shí)域分析(BOTDA)系統(tǒng)上采用723比特編碼，解碼后信號(hào)的信噪比為傳統(tǒng)單脈沖方法的8.5倍。
以上只是傳感器研發(fā)中的部分成績(jī)，新一年里科學(xué)家們又將為各行各業(yè)帶去何種新的傳感器技術(shù)和設(shè)備呢，敬請(qǐng)期待！
原標(biāo)題：2020年終盤(pán)點(diǎn)：傳感器領(lǐng)域的新技術(shù)新設(shè)備
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