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      新型可穿戴式氣體傳感器有望用于環(huán)境和健康監(jiān)測
      
			
      
				2020-01-20 10:50:04
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      據(jù)賓夕法尼亞州立大學和東北大學的研究人員稱，一種用于環(huán)境和人類健康監(jiān)測的高度敏感、可穿戴的氣體傳感器可能很快就會在商業(yè)上獲得。
      該傳感器裝置是對現(xiàn)有可穿戴傳感器的改進，因為它使用了一種提高靈敏度的自加熱機制。它允許快速恢復和重用設(shè)備。這種類型的其他設(shè)計需要外部加熱器。此外，其他可穿戴傳感器需要在潔凈室條件下進行昂貴和耗時的光刻工藝..
      手和手臂顯示傳感器應用于內(nèi)部寫入與移動電話大小的閱讀旁邊。
      人們喜歡使用納米材料進行傳感，因為它們的大表面體積比使它們高度敏感。問題是納米材料不是我們可以輕易連接到電線來接收信號的東西，這就需要一種叫做交錯電極的東西，就像你手上的數(shù)字。
      潘恩州工程科學與力學及材料科學與工程助理教授程煥宇
      程和他的團隊使用激光來設(shè)計一種類似于石墨烯的高孔單線納米材料，用于檢測氣體、生物分子和未來化學物質(zhì)的傳感器。在設(shè)備平臺的非感應部分，團隊創(chuàng)建了一系列蛇紋線，它們用銀涂層。當它們將電流施加到銀上時，氣體傳感區(qū)域?qū)⒂捎诟蟮碾娮瓒植考訜幔瑥亩藢为毤訜崞鞯男枨?。蛇紋線允許設(shè)備拉伸，如彈簧，以適應身體的彎曲，可穿戴傳感器。
      本工作中使用的納米材料是還原石墨烯氧化物和二硫化鉬，或兩者的組合；或由氧化鋅核心和氧化銅殼組成的金屬氧化物復合材料，代表兩類廣泛使用的氣體傳感器材料-低維和金屬氧化物納米材料。
      他說：“使用二氧化碳激光器，經(jīng)常在機器商店中發(fā)現(xiàn)，我們可以很容易地在我們的平臺上制造多個傳感器。“我們計劃有幾十到一百個傳感器，每個傳感器選擇一個不同的分子，就像一個電子鼻，在一個復雜的混合物中解碼多個成分。”
      據(jù)研究人員介紹，美國國防威脅降低局對這種可穿戴傳感器感興趣，以檢測可能損害神經(jīng)或肺部的化學和生物制劑。一家醫(yī)療器械公司也正在與該團隊合作，擴大用于病人健康監(jiān)測的生產(chǎn)規(guī)模，包括從人體中檢測氣體生物標志物和對可能影響肺部的污染物進行環(huán)境檢測。
      寧毅是陳家實驗室的博士生，也是《材料化學A期刊》在網(wǎng)上發(fā)表論文的合著者。他說：“在這篇論文中，我們展示了我們可以檢測到車輛排放產(chǎn)生的二氧化氮。我們還可以檢測到二氧化硫，它和二氧化氮一起會導致酸雨。所有這些氣體都可能是工業(yè)安全的問題。”
      研究人員說，他們的下一步是創(chuàng)建高密度陣列，并嘗試一些想法來改善信號，使傳感器更有選擇性。這可能涉及使用機器學習來識別平臺上單個分子的不同信號。
      即將出版的《華爾街日報》的印刷版將刊登這篇帶有研究者頭像的論文的封底。論文中的其他作者“基于具有自加熱能力的可伸縮激光誘導石墨烯圖案的新型氣敏平臺”是客座科學家，也是第一作者李陽；程國群的博士生賈珠；東北大學助理教授洪麗珠和她的學生鄭成；彭國邦的化學工程系副教授、博士生新陽尹等。研究人員已經(jīng)申請了這項工作的臨時專利。
      			

			
        
      
			
      
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