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2020年終盤點：傳感器領域的新技術新設備
2021年03月04日 08:51:36
來源：化工儀器網 點擊量：8433
傳感器是在上個世紀中期開始興起的一種高科技，隨著信息化產業(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，傳感器已經融入到我們的生產生活中，從智能手機到智慧型家居，從機器人到無人駕駛，甚至是醫(yī)療中也越來越多的出現(xiàn)了傳感器的身影。
【化工儀器網 科技前沿】傳感器是在上個世紀中期開始興起的一種高科技，隨著信息化產業(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，傳感器已經融入到我們的生產生活中，從智能手機到智慧型家居，從機器人到無人駕駛，甚至是醫(yī)療中也越來越多的出現(xiàn)了傳感器的身影。
傳感器又被成為電五官，但隨著傳感器應用場所的不斷擴大，傳感器的種類越來越多，技術也在不斷革新。眼下已經是2021年，回望過去一年，科學家在傳感器領域取得了不少成績，下面小編就為讀者盤點其中一部分。
由光驅動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，具有潛在的臨床應用前景。但氫氣面臨著安全儲藏和運輸兩個難題。故而在生物醫(yī)療領域，需要嚴格把控氫氣含量以及嚴防其泄露，為解決這一難題，澳大利亞墨爾本RMIT大學的研究人員模仿蝴蝶翅膀表面的凹凸微結構，研究開發(fā)出了一種光激活的氫氣傳感器。
據(jù)悉，該儀器用光為動力代替了熱動力，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、全范圍內進行檢測也能輸出準確的結果。該傳感器可以檢測用于醫(yī)療診斷的百萬分之十分子的氫氣濃度，也能檢測潛在爆炸性氣體水平的百萬分之四濃度。
抗生素檢測新方法 傳感器發(fā)揮功用
“禁抗”政策的落實，需要檢測方法的輔助。為了確保人類食品安全，我們需要用到大量儀器設備，而目前，開發(fā)一種快速、簡便、實時的抗生素檢測可視化方法具有重要現(xiàn)實意義。
中科院合肥研究院固體所蔣長龍研究團隊基于雙發(fā)射熒光量子點比率傳感器實現(xiàn)了對四環(huán)素可視化定量檢測。目前，該傳感器已經在自來水樣品以及牛奶樣品的快速現(xiàn)場檢測中成功應用。并且，該方法顯示了熒光檢測方法在簡單、快速、直觀、實時的食品安全和環(huán)境保護方面的廣泛適用性，為更多食品安全檢測方法和環(huán)境污染檢測方法的研發(fā)提供了方向。
微型防撞傳感器 兩秒內即可做出反應
研究人員發(fā)現(xiàn)蝗蟲特有的一種特殊神經元的電子版本，這種神經元可以讓蝗蟲在不消耗太多能量的情況下做出快速反應。以此為靈感，研究人員利用由單層硫化鉬制成的光探測器開發(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人機、機器人和自動駕駛汽車未來的防撞技術開發(fā)。
聲學所設計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導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具有足夠大的品質因數(shù)且損耗較低，而基于聲表面波的無線無源溫度傳感器為此提供了良好的解決方案。
中國科學院聲學研究所超聲技術中心博士生李學玲及其導師王文等，采用短脈沖法提取準確的反射系數(shù)，并用典型的耦合模型，對LGS/Pt結構聲表面波溫度傳感器件進行優(yōu)化設計，仿真和試驗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可用于高溫環(huán)境下的高靈敏度溫度監(jiān)測和預警。
微電子所在SERS液滴生化傳感器研究方向取得進展
2020年9月29日，中國科學院微電子研究所發(fā)布新聞，稱微電子所集成電路先導工藝研發(fā)中心陳大鵬研究員課題組與中北大學熊繼軍教授課題組合作在表面增強拉曼(SERS)生化檢測研究領域取得了階段性進展。
陳大鵬研究員課題組提出了一種開放式SERS液滴傳感器。該傳感器利用燭灰納米鏈結構的多孔易斷性，以滾動的方式在基底上在形成了具有豐富三維“熱點”的SERS活性液滴，從而大大增強該液滴的拉曼檢測性能。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、DNA)等與“熱點”的有效結合，有效解決了傳統(tǒng)基底型SERS器件所需的復雜制備工藝問題。
我國學者在分布式光纖傳感研究方面取得進展
北京郵電大學洪小斌教授等合作團隊在分布式光纖傳感研究方面取得進展。該項目研究成果將促進分布式光纖傳感系統(tǒng)的產業(yè)化進程，可服務于防災、市政管道監(jiān)控和油氣管道監(jiān)控等領域。
該團隊提出了一種新型編/解碼方法，即采用一組二進制隨機數(shù)將光信號調制為光脈沖序列，將其注入到光纖中并檢測反射光信號，并將這組二進制隨機數(shù)的逆向量作為解碼向量。這樣，只需要注入一組隨機數(shù)即可得到單脈沖的系統(tǒng)響應，并且在提高分布式光纖傳感系統(tǒng)性能的同時實現(xiàn)快速測量。利用該方法，在基于拉曼散射的拉曼光時域反射儀(ROTDR)上實現(xiàn)了10千米光纖長度的實時溫度檢測，在100千米光纖長度的布里淵時域分析(BOTDA)系統(tǒng)上采用723比特編碼，解碼后信號的信噪比為傳統(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，新一年里科學家們又將為各行各業(yè)帶去何種新的傳感器技術和設備呢，敬請期待！
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