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- 密歇根大學(xué)研發(fā)可穿戴式蒸汽傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/8/14
密歇根大學(xué)正在研發(fā)一種新型的可穿戴式蒸汽傳感器，有一天將可以為患者提供不間斷的疾病監(jiān)測，包括糖尿病、高血壓、貧血或肺部疾病等。
包括谷歌眼鏡和蘋果iWatch在內(nèi)的可穿戴技術(shù)，都是蓬勃發(fā)展的市場，預(yù)計將在未來四年內(nèi)增長到140億美元的規(guī)模。
新型傳感器可以檢測出空氣中含有的通過呼吸或者由皮膚釋放出的化學(xué)物質(zhì)，該設(shè)備可能會是第一款可識別廣泛化學(xué)物質(zhì)而不是物理屬性的可穿戴設(shè)備。 密歇根大學(xué)的研究人員正在與美國國家科學(xué)基金會的創(chuàng)新團隊合作編寫程序來把這款移動設(shè)備從實驗室搬到市場上。
“每一種疾病都有它自己的生物標(biāo)記，所以該設(shè)備能夠檢測出來，” 生物醫(yī)學(xué)工程教授Sherman Fan說。“例如對于糖尿病來說，丙酮是一種標(biāo)記�！�
其他可以被檢測出的化學(xué)元素包括一氧化氮和氧氣，它可以指出高血壓、貧血或肺部疾病的正常水平。
Fan正在和電氣計算機工程副教授朝暉鐘共同研發(fā)這款傳感器，一同的還有正在攻讀電子工程學(xué)位的Girish Kulkarni。研究人員說他們的設(shè)備比同行更快、更小、更可靠，他們的體積過于龐大而不適合作為可穿戴設(shè)備。新型傳感器可以檢測出更廣泛的化學(xué)物質(zhì)。
除了疾病監(jiān)測外，傳感器還有其他方面的應(yīng)用。它能夠指示出實驗室危險化學(xué)品泄漏的情況，或者應(yīng)用在其他地方，或者提供關(guān)于空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)
“通過我們的平臺技術(shù)，我們可以測量出同一時間的各種化學(xué)物質(zhì)，或者修改設(shè)備來使其僅針對特定的化學(xué)物質(zhì)，所以它具備了無限的可能性，”鐘說。
為了創(chuàng)造他們的技術(shù)，研究人員采用了獨特的方法來檢測分子。
“納米電子傳感器通常依賴于檢測傳感器和分子在空氣或溶液中的的電荷轉(zhuǎn)移�！盞ulkarni說。
然而，這些以前的技術(shù)通常會導(dǎo)致被發(fā)現(xiàn)的分子和傳感器本身進行強有力的結(jié)合。 這種結(jié)合會減慢檢測的速度。
無需檢測分子電荷，我們使用的是一種叫做電外差混合式的技術(shù)，我們觀察這些偶極子之間的相互作用與分子之間的聯(lián)系，同時讓納米傳感器處于高頻段�！盙irish說。
這種技術(shù)使得應(yīng)用石墨烯成為了可能，結(jié)果是極快的響應(yīng)時間（千分之一秒），與現(xiàn)有技術(shù)的幾十或幾百秒形成了鮮明的對比，它還極大地增加了設(shè)備的靈敏度。 傳感器可以檢測出比率是十億分之幾的樣本分子數(shù)。
這些納米電子石墨烯蒸汽傳感器可以完全嵌入到微量氣體層析系統(tǒng)中，這對于氣體分析來說是黃金標(biāo)準(zhǔn)，研究人員說。整個微量氣體層析系統(tǒng)可以集成在一個低功耗的芯片上，并嵌入到只有徽章大小的裝置中，所以它可以戴在身體上來提供針對特殊環(huán)境的非侵入性和連續(xù)性監(jiān)測。
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