從天津大學(xué)獲悉，該校微納機(jī)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室段學(xué)欣教授課題組研發(fā)了一款帶集成傳感器的智能口罩，可以直接檢測(cè)人體呼出氣是否含有病毒病原體。
 

　　據(jù)介紹，該智能口罩的傳感器由排列精密的納米線陣列構(gòu)成，納米線的線寬和間距與病毒顆粒物的尺寸相匹配，納米線陣列就像一張“網(wǎng)”，可以精準(zhǔn)捕獲呼出氣中的病毒顆粒。同時(shí)，科研人員還在納米線陣列上加了可以與帶有抗原的病毒發(fā)生免疫反應(yīng)的抗體，一旦發(fā)生反應(yīng)，會(huì)使整個(gè)傳感器的阻抗值變大。通過(guò)監(jiān)測(cè)傳感器阻抗值的變化，就可以初步檢測(cè)出是否含有病毒。課題組針對(duì)人體呼出氣的復(fù)雜性和口罩結(jié)構(gòu)的特殊性，將傳感器設(shè)計(jì)成了“多孔膜—傳感器—柔性基底”的“三明治”結(jié)構(gòu)：納米級(jí)的多孔膜將人體呼出的其他微米級(jí)顆粒阻擋在外，只有同樣是納米級(jí)的病毒才能穿過(guò)；柔性基底的設(shè)計(jì)則使傳感器與人體面部可以更貼合。
 

　　傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
 

　　傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等。
 

　　此外，課題組進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和無(wú)線傳輸單元在內(nèi)的可穿戴集成電學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)該集成電學(xué)系統(tǒng)，檢測(cè)結(jié)果能實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)App上。同時(shí)，這款可穿戴病毒“及時(shí)檢測(cè)”系統(tǒng)的重量?jī)H為7.6克，完全不會(huì)影響佩戴的舒適性。
 

　　該智能口罩可廣泛用于機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、醫(yī)院等人流密集場(chǎng)所的快速篩查。無(wú)線通信系統(tǒng)使口罩佩戴者或管理員能夠通過(guò)手機(jī)、平板電腦等智能終端安全地獲取信息，從而快速作出決策，在控制大流行病方面有著很重要的意義。
 

　　在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開(kāi)拓新能源、新材料等具有重要作用的各種技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁場(chǎng)等等。顯然，要獲取大量人類(lèi)感官無(wú)法直接獲取的信息，沒(méi)有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。
 

　　傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。
 

　　由此可見(jiàn)，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來(lái)，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。
 

　　資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)、百科