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氧化传感器

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氧化传感器相关的资讯

  • 泉科瑞达2024新款顶空气体分析仪——带有氧化锆传感器
    在现代工业与生活中,包装顶空气体分析仪以其高精度和多功能性,在食品、药品、电子产品等多个领域发挥着重要作用。其中,氧化锆传感器作为其核心部件,更是以其卓越的性能,确保了检测的准确性和可靠性。本文将深入探讨包装顶空气体分析仪中氧化锆传感器的应用,以及它如何精准检测各类产品。一、氧化锆传感器的技术原理与优势技术原理氧化锆传感器主要由氧化锆(ZrO2)和护套组成,分为加热式和非加热式两种。加热式氧化锆传感器通过内置的加热元件,使锆管内的温度保持在约700°C,从而确保传感器的稳定工作。在这种高温下,氧化锆成为氧离子导体,通过测量氧分压差产生的电动势,可以精确计算出被测气体中的氧含量。优势特点高灵敏度:氧化锆传感器对氧气的检测极为敏感,能够在极低的浓度下准确测量。快速响应:传感器反应迅速,能够在短时间内完成检测,提高生产效率。稳定性好:长期使用下,氧化锆传感器的性能稳定,测量结果可靠。寿命长:由于结构坚固,抗氧化腐蚀能力强,氧化锆传感器的使用寿命较长。二、氧化锆传感器在食品包装中的应用即食食品包装即食食品如方便面、即食米饭等,其包装内部的氧气含量直接影响产品的保质期和口感。使用包装顶空气体分析仪配合氧化锆传感器,可以快速准确地检测包装内的氧气含量,确保产品新鲜度。奶粉包装奶粉行业的残氧分析至关重要。残氧过高会导致奶粉氧化变质,影响产品质量。氧化锆传感器能够精确测量奶粉包装内的残氧量,为生产厂家提供关键数据支持,确保产品安全。肉类包装肉类产品在包装过程中需要严格控制氧气含量,以防止细菌滋生和氧化变质。包装顶空气体分析仪通过氧化锆传感器,实时监测包装内的氧气浓度,为肉类产品的保鲜提供有力保障。气调包装气调包装通过调节包装内的气体成分来延长食品的保质期和保持其口感。在这一过程中,氧化锆传感器发挥着不可或缺的作用。它能够精确监测并调整包装内氧气、二氧化碳及氮气等气体的比例,确保食品处于最佳的储存环境中。例如,在果蔬气调包装中,通过减少氧气含量并增加二氧化碳和氮气的比例,可以抑制果蔬的呼吸作用,延缓其新陈代谢,从而有效延长保鲜期。三、氧化锆传感器在药品包装中的应用药品稳定性测试药品在储存和运输过程中,包装内的氧气含量是影响其稳定性的关键因素之一。氧化锆传感器能够精确监测药品包装内的氧气浓度,帮助制药企业评估药品在不同氧气环境下的稳定性,从而制定更为科学合理的包装方案,保障药品的有效性和安全性。无菌包装验证对于需要无菌保存的药品,如注射剂、生物制品等,包装过程中的氧气含量控制尤为重要。氧化锆传感器能够实时检测包装密封后的氧气残留情况,确保包装的无菌状态,防止药品因氧化而失效或受到微生物污染。四、氧化锆传感器的未来发展趋势随着科技的不断进步和工业生产的日益精细化,氧化锆传感器在包装顶空气体分析仪中的应用将更加广泛和深入。未来,我们可以期待以下几个方面的发展:智能化与自动化:传感器将与物联网、大数据等技术相结合,实现远程监控、智能预警和自动调节等功能,提高生产效率和产品质量。高精度与长寿命:通过材料科学和微纳技术的不断创新,氧化锆传感器的灵敏度和稳定性将得到进一步提升,同时延长其使用寿命,降低维护成本。多气体检测:未来的氧化锆传感器可能具备同时检测多种气体成分的能力,满足更复杂、更多样化的工业需求。综上所述,包装顶空气体分析仪中的氧化锆传感器以其卓越的性能和广泛的应用前景,正成为现代工业中不可或缺的检测工具。随着技术的不断进步和市场的不断拓展,我们有理由相信,氧化锆传感器将在未来发挥更加重要的作用,为各行各业带来更加精准、高效的检测解决方案。以上内容由山东泉科瑞达仪器设备有限公司发布,关注泉科瑞达公众号了解更多
  • 缩小10倍!最小的二氧化碳传感器
    在“TECHNO 2012”上,日本旭化成株式会社(Asahi Kasei)展出了采用红外线传感器的超小型二氧化碳CO2传感器模块试制型产品。该试制品的最大特点是,尺寸还不到现有最小产品的1/10。该模块被封装在外形尺寸为15.0mm×7.0mm×4.5mm的超小型封装中,体积仅为0.47cc。 由于采用了旭化成电子制造的高速响应、高灵敏度红外线传感器元件“IR1011”,产品的尺寸能够得到缩小。IR1011的尺寸只有2.7mm×1.9mm×0.4mm,气体传感器采用该元件后,可较原产品大幅缩小模块尺寸。此外,由于IR1011的灵敏度出色,因此可缩小气体浓度计指示灯与传感器之间的距离,这也为小型化做出了贡献。另外,传感器试制品的耗电量只有3mW(电源电压为3.0V,测量周期为8秒时),也比现有产品大幅降低,使得该产品能够用于便携式设备。 图为展出的CO2传感器模块试制品,能够将测量到的CO2浓度数据直接显示在PC上。此次试制的传感器模块的主要性能参数如下。工作电源电压为2.7V~5.5V,工作温度范围为0~50℃。测量范围为300~5000ppm,测量周期为1~28秒。配备有有I2C总线数字接口。 图为连接电脑进行CO2浓度测量演示。显示的2190ppm是相当糟糕的空气了。 旭化成电子计划利用新产品小型化、低耗电的特点,将其用于便携式CO2监测计、空调CO2浓度监测以及在移动终端中嵌入CO2传感器等用途。
  • SO2传感器:大气污染物中二氧化硫检测
    近年来,大气污染治理取得了显著成效,这得益于我们不断进步的环境空气监测技术。大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气并对人和环境产生有害影响的物质。大气污染物按其存在形态可概括为两大类:气溶胶状态污染物和气体状态污染物。气溶胶状态污染物是指在大气污染中,那些沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体系。根据气溶胶的来源和物理性质,可分为粉尘(1~200μm)、烟(0.01~1μm)、飞灰、黑烟、雾等。气体状态污染物则是以分子状态存在的污染物。气态污染物的种类很多,总体上可以分为几大类:以SO2为主含硫化合物;以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物;碳氧化物;有机化合物及卤素化合物等。其中二氧化硫,一种带有毒性的气体,当它逃逸到空气中,就会与水分子结合,形成酸雨,这些酸雨对环境造成了严重的破坏。它不仅会腐蚀建筑物的表面,还会对植物和动物造成严重的伤害。因此,对二氧化硫的检测和控制变得很重要。那么,二氧化硫的检测标准是什么呢?让我们一起了解一下。二氧化硫的检测标准主要分为两类:环境空气质量标准和工业排放标准。在环境空气质量标准方面,不同国家和地区对二氧化硫的浓度限制各有不同。在中国,环境空气质量标准规定二氧化硫的日均值不得超过60微克/立方米,年均值不得超过20微克/立方米。而在美国和欧盟,相应的浓度限制分别为75微克/立方米、140微克/立方米、30微克/立方米和350微克/立方米、125微克/立方米、20微克/立方米。这些标准的设立是为了保障人们的身体健康和环境的可持续发展。另一方面,工业排放标准则是为了限制工业生产过程中二氧化硫等有害物质的排放。中国的工业排放标准规定火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂等大气污染物排放的二氧化硫的浓度不得超过35毫克/立方米,总量不得超过0.5克/千瓦时。而美国和欧盟的标准分别为200毫克/立方米、0.8克/千瓦时和400毫克/立方米、1.2克/千瓦时。这些标准的实施是为了降低二氧化硫等有害物质对环境和人类健康的影响。对于二氧化硫检测,推荐英国Alphasense SO2传感器SO2-B4,可以检测5ppb的SO2气体,非常适合环境空气质量监测系统和仪器。同时提供独特传感器板 (ISB) Alphasense B4 4电极气体传感器 -ISB,该独特传感器板子(ISB) 用于 Alphasense B4 系列四电极气体传感器。该稳压器提供双通道电压输出。而ISB可以测量氧化(CO, H2S, SO2, 和 NO) 和还原(O3和 NO2)气体。ISB被配置四个版本于特定的传感器:NO, NO2, O3 和 CO/ H2S/ SO2。通过了解这些二氧化硫的检测标准,我们可以更好地理解其对我们生活和环境的影响。同时,也希望这些信息能够帮助大家更加深入地了解二氧化硫的危害以及检测和控制的重要性。
  • 四方光电NDIR二氧化碳传感器,拥抱全民新风时代!
    近日,由于上海某隔离酒店使用了回风+新风混合进行空气调节,全建筑通风系统仅一个通风道,导致病毒通过空气循环在公共空间内传播,多人交叉感染,引发大家关注。疫情当下,新风系统的运行状态不容忽视,从公共建筑,到家居环境,四方光电用传感守护,让您的一呼一吸更加舒适、健康、智能!室内空气品质大多数人超过90%的时间在室内度过,室内空气品质与人类健康的相关性日益明显。场所内人员的活动造成CO2浓度持续升高,高浓度二氧化碳对人体造成的危害不容小觑。节能降碳 绿色发展在“碳达峰”和“碳中和”背景下,绿色建筑概念深入人心。新风系统运行时,如何在引入新鲜空气的同时确保建筑物提高能源效率,成为产业密切关注的问题。GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》第5.3.8条明确规定,应根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量。JGJ/T440-2018《住宅新风系统技术标准》规定,新风系统宜对室内外的CO2、PM2.5浓度实施监测,并宜根据CO2浓度进行新风量的控制。实时监测建筑内CO2浓度,可以使新风系统调节室内空气质量时提高能效,降低运维成本,营造智能、高效的室内环境。室内环境要求从体感舒适到呼吸舒适,新风空调应运而生,二氧化碳传感器在新风空调中也得到广泛的应用。四方光电红外二氧化碳传感器,您的侦“碳”先锋已上线!四方光电是国内较早从事红外气体传感器产业化的企业之一,公司的非分光红外气体传感器于2004年通过湖北省科技厅的科学技术成果鉴定,总体上已达到先进技术水平,在低成本、长寿命、微型化、低功耗、快速响应、高可靠性等诸多方面取得重大突破,其核心关键部件均为自主研发生产,质量保障,成本可控。四方光电二氧化碳传感器采用自主知识产权的NDIR技术,满足RESET TM Air认证要求,寿命长达15年以上,全温度量程范围内保证精度,抗振动性能好,可广泛应用于新风系统、新风空调、新风控制器、二氧化碳变送器、空气质量检测仪等领域。四方光电NDIR CO2传感器满足±(30ppm+3%读数)精度要求
  • 中国科大在气体传感器方面取得进展 实现一氧化碳等准确识别
    多变量气体传感器在火灾早期预警中的应用。 中国科大 供图中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室易建新副教授课题组近日在多维探测和识别的气体传感器方面取得进展。相关成果发表在国际学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。 据悉,研究人员提出了一种化学电阻-电位型多变量传感器,实现了单一传感器对多种气体和火灾特征的三维探测和准确识别。  低浓度气体的高灵敏探测和准确识别对于公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等诸多应用具有重要意义。相比于气相色谱和质谱等传统气相分析技术,气体传感器具有成本低、尺寸小、易集成和实时监测等优点,有利于大规模应用。  但是,常规传感器仅输出单一信号,不能识别气体,因此探测准确性低,在实用中易受其它气体或环境湿度等干扰而引起误报或漏报。这一问题严重限制了气体传感器的应用。  研究人员首先利用半导体氧化物电极在表面和界面上不同的响应机制,在同一电极上成功提取出化学电阻和电位两种不同原理的传感信号,并进一步配对获得了输出三个独立响应信号的双敏感电极传感器。得益于钙钛矿非常规的反向电位响应,传感器的气敏性能得到了显著提高,实现了2-乙基己醇、一氧化碳等多种危险和火灾特征气体的(亚)ppm级三维探测和准确识别,并展现出在火灾危险早期预警方面的应用潜力。  据介绍,这种兼具探测和识别功能的多变量气体传感器简单、高效、成本低,可适用于不同半导体材料电极和固体电解质基底,工作温度范围宽,并可进一步拓展获得更高维度的响应,为复杂环境中气体的高灵敏和准确探测提供了新思路。
  • 安东帕全新推出Carbo 520在线二氧化碳传感器
    奥地利安东帕公司全新推出Carbo 520光学二氧化碳传感器,它是一款易于在线安装的饮料生产流程 CO2 传感器。该系统可与您的样品直接接触,在 0 g/L 到 12 g/L 的整个测量范围内提供无漂移的CO2检测结果。详细参数:http://www.anton-paar.com/cn-cn/products/details/carbo-520-optical/co2-sensor/ ? 安装后免维护Carbo 520 Optical 是一种完全免维护的设备。它基于衰减全反射 (ATR) 光谱法来测量 CO2 浓度,传感器中无移动或机械部件,因此不存在磨损且无损耗品。操作传感器时无需准备外部清洗气体和外部压缩空气,因此也不存在需要操控的供气阀。 ? 所需运行成本最少Carbo 520光学二氧化碳传感器只需 24 V 10 W 的电源,耗电量与您的节能灯泡相同。除节能以及传感器使用寿命长之外,Carbo 520 Optical 还具有测量精确、测量速度快的特点,可最大限度降低您的成本,使您在原材料上的花费最少并严格按照规范进行生产。 ? 单次设置后可测量所有饮料Carbo 520的测量结果不受所测饮料的溶解度和糖组分的影响。无论测量可乐、啤酒、果酒还是其他饮料中的 CO2 含量 - 您都可以采用相同的测量方法,无需考虑任何饮料类型差异。 ? CO2 测量结果不受影响,值得信赖Carbo 520光学二氧化碳传感器提供绝对精确的测量结果,因为其设计为可避免其他类似光学系统中纂改测量结果的某些“陷阱”。由于传感器只测量 CO2 分子吸收的光的特定波长,因此该测量具有高度选择性且不受饮料中普遍存在的其他气体(比如氧气或氮气)的影响。另外,由于测量只在样品的表层进行,因此测量结果同样与各个样品的色度或浊度无关。 ? 可轻松测量通常难测的样品就准确度和卫生而言,测量含大颗粒物的饮料是一种特别的挑战。凭借 Carbo 520 二氧化碳传感器,可简单可靠地测量通常难测的样品(比如含果肉的果汁),因为安东帕传感器的构造中不含任何移动部件或卫生死角且该传感器适合于无菌应用。清洁该 EHEDG 认证传感器既轻松又高效。 ? 随时可获得即时测量结果安东帕二氧化碳传感器易于直接在线安装并因此能真正接触您的样品。即使最微小的浓度变化也会迅速进行实时报告,测量值每 4 秒更新一次。系统通信无障碍,可轻松连接 PROFIBUS、Modbus TCP、PROFINET、DeviceNet 和 EtherNet/IP 等现场总线。测量速度越快,则反应速度也就越快 - 从而优化控制和效率。关于安东帕(中国)奥地利安东帕有限公司(ANTON PAAR GMBH)是工业及科研专用高品质测量和分析仪器的全球领导厂商。公司成立于1922年,总部设在奥地利格拉茨,在全球12个国家和地区设有分公司直接提供销售和售后服务,并在其它主要地区设有代理销售、服务机构。作为世界上第一台数字式密度计的发明者,安东帕公司的产品占全球浓度、密度测量仪器仪表行业市场份额的70%。 安东帕公司的密度仪、黏度测量仪、流变仪、旋光仪、折光仪、固体表面Zeta电位分析仪、 SAXSess 小角X光散射仪、闪点与燃点测定仪、微波消解与合成设备等产品作为分析与质量检测工具,已广泛应用于啤酒饮料,石油,化工,商检,质检,药检等诸多领域和研究机构,并且已作为许多国家行业标准及计量校正仪器。我们的用户包括了一级方程式赛车队,炼油厂,和几乎所有的世界知名饮料制造商。
  • 准确测量,绿色先行:英国Alphasense红外二氧化碳传感器在农业温室气体控制中的角色
    在农业领域,随着全球气候变化的加剧,温室气体的控制与管理已成为实现绿色农业、促进可持续发展的重要一环。其中,二氧化碳作为温室效应的主要气体之一,其浓度的准确测量与控制对于提高农作物产量、优化农业生态环境具有重要意义。英国Alphasense公司研发的红外二氧化碳传感器,凭借其高准确度、高灵敏度的特点,在农业温室气体控制中扮演着不可或缺的角色。一、准确测量,科学指导在农业温室中,二氧化碳是植物光合作用的重要原料。其浓度的适宜与否直接关系到农作物的生长速度和产量。英国Alphasense红外二氧化碳传感器能够实时、准确地监测温室内的二氧化碳浓度,为农民提供科学的数据支持。通过传感器的数据反馈,农民可以及时了解温室内的环境状况,并根据作物的生长需求进行准确调控,如适时补充二氧化碳、调整通风系统等,从而优化农作物的生长环境,提高产量和品质。二、智能控制,节能减排除了准确测量外,英国Alphasense红外二氧化碳传感器还能与智能控制系统相结合,实现温室环境的自动化管理。通过设定合理的二氧化碳浓度阈值,传感器可以自动触发相应的控制指令,如开启通风设备、启动二氧化碳补充装置等,以维持温室内的最佳生长环境。这种智能化的管理方式不仅提高了农业生产的效率,还实现了节能减排的目标,减少了温室气体的排放,促进了农业的绿色可持续发展。三、数据驱动,优化决策随着大数据和物联网技术的发展,英国Alphasense红外二氧化碳传感器所采集的数据还可以被整合到农业大数据平台中,进行深度分析和挖掘。通过对历史数据的比对和分析,农民可以更加准确地预测农作物的生长趋势和产量变化,从而制定出更加科学合理的种植计划和管理策略。同时,这些数据还可以为农业科研提供有力支持,推动农业技术的不断创新和发展。四、绿色先行,带领未来在绿色农业的发展道路上,英国Alphasense红外二氧化碳传感器以其准确测量、智能控制的优势,为农业温室气体的控制与管理提供了有力保障。它的广泛应用不仅提高了农业生产的效率和品质,还促进了农业生态环境的改善和可持续发展。未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,相信英国Alphasense红外二氧化碳传感器将在农业领域发挥更加重要的作用,带领绿色农业走向更加美好的未来。
  • 苏州纳米所石墨烯高灵敏一氧化氮传感器件研究取得新成果
    石墨烯(Graphene)是由单层碳原子构成蜜蜂窝形式的二维纳米结构,具有大的比表面积和良好的载流子传导性能,预期在高灵敏、低功耗室温生物化学传感器方面将得到广泛应用。然而,由于传感物质与石墨烯之间的吸附、电荷转移和脱附等相互作用,器件的有效制作方法和性能优化等方面还有大量工作需要探索。   一氧化氮(NO)气体一方面是有害气体,另一方面却是重要的生物功能信息传递分子。及时监测呼出气体的NO浓度变化,可对哮喘等肺部疾病的发作提前预警。然而,目前NO呼吸气体测试仪器体积偏大、价格昂贵,而且大都集中在大型医疗机构,无法在更大范围内推广使用。   近期,中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所器件部刘立伟课题组李伟伟等与中科院物理所科研人员合作,在制作基于石墨烯的高灵敏一氧化氮气体传感器方面取得进展。研究人员以微纳加工图形化的石墨烯为电极,利用交流电泳技术制作金属纳米颗粒修饰还原的氧化石墨烯传感通道。气体分子的作用降低了石墨烯与金属颗粒之间Schottky势垒的厚度,实现了1 ppb(10亿分之一)至1 ppm(100万分之一)的高灵敏探测性能,对于低功耗、室温NO高灵敏呼吸和环境探测具有潜在应用价值。器件制作示意图和性能测试如图所示。   该项工作成果已经发表在ACS Nano(2011, 5 (9), pp 6955–6961)上。   该项研究得到了国家基金委、科技部、苏州市科技发展计划的资助,并得到苏州纳米所加工和测试平台的技术支持。   基于石墨烯的高灵敏传感器件结构和性能
  • 梅特勒托利多新款 InPro® 5500i在线智能二氧化碳(CO2)传感器最新
    梅特勒-托利多新款 InPro® 5500i在线智能二氧化碳(CO2)传感器,应用于啤酒和碳酸饮料生产 梅特勒-托利多过程分析最新InPro5500i智能二氧化碳测量系统登陆中国,为啤酒厂和碳酸饮料厂量身定做。该系统整合了梅特勒托利多独特的智能传感器管理(ISM)技术,传感器更持久耐用,通过多参数多通道变送器M800与溶氧传感器组成高效的O2/CO2测量系统 技术成熟,测量精度高、更稳定 在线InPro5500i CO2测量系统使用成熟的热导法技术,该传感器确保更高的精度和更稳定的二氧化碳测量。抗背景气体中如氧气、氮气的干扰,对CO2具有高选择性。 安装便捷,简化操作 InPro5500i传感器安装方便,提供多种安装方式选择,包括Varivent、TriClamp和28mm/M42。采用卫生、简易的膜体设计大大减少维护量,同时移动部件少,可减少故障率并保证更长的正常运行时间。 即插即测,实现智能诊断和维护 InPro5500i传感器带智能传感器管理技术(ISM),实现即插即测,先进的诊断和预校准功能,确保可靠、快速启动和运行。膜体的完整性监测功能可提醒操作者膜性能下降,这个功能让操作者在测量和产品质量受到影响之前更换膜。动态寿命指示(DLI)和自适应校准计时器(ACT)通知操作者什么时候需要维护。维护从原来的定期维护和被动维护变成按需维护。校准InPro5500i操作十分简便,并且能够在线校准。 SIP/CIP过程自动保护 与其他CO2传感器,InPro5500i传感器在SIP/CIP过程、吹扫气体和膜体异常时具有自我保护功能, 这样可以保证更长的使用寿命。 在重要的O2和CO2测量工艺过程,InPro5500i CO2传感器和InPro6970i溶氧传感器与梅特勒托利多的多通道多参数M800变送器配置为套装组合,可以大幅度减少购买成本。 访问InPro5500i网页: www.mt.com/InPro5500i 了解智能传感器管理技术(ISM): www.mt.com/ism 咨询请致电4008-878-788 关于梅特勒-托利多过程分析 梅特勒-托利多过程分析提供广泛的pH,ORP,溶解氧,气相氧,二氧化碳,电导率,TOC和浊度传感器、变送器和清洗系统,为您的液体过程分析、纯水超纯水监测和气体分析提供完整、精确、可靠的解决方案。梅特勒托利多也为客户提供全球范围的全方位服务管理,包括校准服务、性能测试、安装及运行认证、技术培训等。 梅特勒-托利多过程分析:www.mt.com/pro
  • 2012年中国传感器市场先抑后扬
    中国传感器市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业控制、汽车电子、通信电子及消费电子,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。2012年1~3月,在物联网产业发展的带动下,我国传感器市场规模达到172.1亿元,同比增长23.3%。传感器市场发展先抑后扬,多数企业持平发展。   产业政策陆续出台   国家正在陆续制定有利于传感器产业发展的政策。另外,新兴技术的不断出现,也成为传感器行业发展的利好因素。根据中国电子元件协会2011年7月发布的《中国电子元件“十二五”规划》,“十二五”期间将投资5000亿元,主要集中在新型电子元件的研发和产业化领域。《规划》明确列出未来5年重点发展的产品和技术,包括满足新一代电子整机发展需求的新型片式化、小型化、集成化、高可靠电子元件产品 满足我国新型交通装备制造业配套需求的高质量、关键性电子元件 为节能环保设备配套的电子元件以及环保型电子元件 为新一代通信技术配套的电子元件 为新能源以及智能电网产业配套的电子元件 新型电子元件材料以及设备。其中包括基于MEMS技术的传感器、环境监测设备用气体传感器、流量传感器、湿度传感器等。工业和信息化部于2012年2月发布的《物联网“十二五”规划》中,在重点工程内容中也提到发展微型和智能传感器、无线传感器网络等。   目前,我国敏感元件与传感器行业中小企业数量较多,市场集中度较低,与发达国家相比,存在技术差距,部分核心技术以及产品仍需要进口。《电子元件“十二五”规划》及《物联网“十二五”规划》的出台会带动行业的投资,通过对大型企业的培育将加速行业内结构调整、促进产业转型升级,同时加强对技术研发的投入,促进对关键性核心技术的突破,大幅提升产业附加值。   回顾我国的敏感元件与传感器行业发展,虽然迅速,但是也存在一些不足,如产品技术水平偏低、产业基础薄弱、产品种类欠缺、企业研发能力弱。因此,国家正在陆续制定有利于传感器产业发展的政策。另外,新兴技术的不断出现,也成为传感器行业发展的利好因素。随着应用于物联网、低碳经济等领域的新型传感器的研发和应用,传感器产业将在电子元器件行业中占据更为重要的地位,发挥更大的作用。   传感器产品急需国产化发展   传感器产品急需国产化发展,不能长期依赖进口市场分析:“十二五”规划我国安防行业产值年均增长20%RFID标签未来5年年均增长21%左右物联网应用已从政府政策扶持进入市场导入期,传感器作为物联网基础,处于产业链上游,在物联网发展之初受益较深。但传感器已成我国物联网发展瓶颈。   据分析,我国传感器行业发展落后,国内传感器需求,尤其是高端需求严重依赖进口,国产化缺口巨大,目前传感器进口占比80%,传感器芯片进口占比达90%。国产化需求迫切。国内传感器厂商占据中低端市场从发展态势看,国内传感器厂商有三种情况:一是民营或合资企业的产品占据了中低端市场,传统技术和装备手段可以满足绝大多数产品的制造要求,市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产品、占据市场较大份额外,其他高端产品均是国外厂商在垄断。   二随着物联网等新兴产业的兴起,传感器产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域。近年来我国传感器产业快速增长,应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差,国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。   目前从材料、器件、系统到网络我国已形成较为完整的传感器产业链。在网络接口、传感器与网络通信融合、物联网体系架构等方面取得较大进展。但产业档次偏低、企业规模小、技术创新能力差,很多企业只是引进国外元件进行加工,同质化严重。而生产装备落后、工艺不稳定等造成产品指标分散、稳定性差。模仿产品在敏捷度方面也不尽如人意。在相对研发突出的领域,却忽略了工业化基础性开发,商品化开发严重滞后。   资料显示,目前我国传感器产品约6000种左右,而国外已达20000多个,远远满足不了国内市场需求。中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是达90%,国产化缺口巨大。其中数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。国家重大装备所需高端产品主要依赖进口。而涉及国家安全和重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表,国外对我国往往采取限制。   外资企业产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额,并将会在今后很长一段时间内持续把持高端市场,这种势头在短期内不会得到根本转变。三是国有企业发展处于平稳增长状态,总体上跟不上国外最新技术发展的步伐,除少数厂家外,总体差距有扩大的趋势。这是因为传感器技术发展快,工艺和制造设备更新快,许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元,多则数百万美元,绝大多数厂家靠自身积累很难购买新型设备,致使在许多新技术、新工艺方面无法跟上国外企业飞速发展的步伐。   2012年传感器市场先抑后扬   中国传感器市场近几年一直持续增长,增速超过15%,工业过程控制、汽车电子、通信电子及消费电子为四大应用领域,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。   传感器是电子信息装备制造业中的基础类产品,是重点发展的新型电子元器件中的特种元器件。传感器产业作为国内外公认的具有发展前途的高技术产业,以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。在蓬勃发展的电子信息产业市场的推动下,我国传感器已形成了一定的产业基础,并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有长足进展,为促进国民经济发展作出了重要贡献。   据国家统计局数据显示,2012年1~3月,我国共生产各类传感器11.7亿只,同比增长13.7%。进出口方面,据海关总署数据显示,到2012年3月,进口额同比增长40%左右 出口情况较不乐观,我国出口增速放缓几乎体现在全部出口市场(韩国除外),对欧洲的出口下滑尤为显著,其中对欧盟出口增速最低。   多数企业营销增长或持平   多数企业2012年上半年出现市场下滑,下半年形势较好,产销有所回升,全年总体略有增长。2012年年末,中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会采用多种方式向会员单位了解企业当前运行状况及关注问题,会员企业普遍反映虽然国内经济形势稍好,但受到国际经济不景气的影响,国内企业难免受到牵连,多数企业2012年上半年出现市场下滑,出口业务受到较大影响。尤其是中小企业面临税收负担重、人力成本激增、融资成本增加等问题,更是步履艰难。2012年下半年形势较好,产销有所回升,全年总体略有增长。   具体到各个企业,情况也各有不同。会员单位中的华工科技新高理电子有限公司虽然重点在出口市场,受国际形势影响较大,但从2012年下半年开始形势有所好转,整体收益仍保持持续增长 郑州炜盛电子科技有限公司是国内主要的气体传感器制造商,在出口形势不利的大环境下,依然保持业绩增长态势 以红外滤光片、分析仪为主打产品的杭州麦乐克电子科技有限公司凭借其产品的技术优势,即使在受到公司地址搬迁的影响下,仍能保持业绩大幅增长,并对未来充满信心,有望在新的一年实现销售额的成倍增长 山东辰坤集团大力投入技术研发,即将涉入物联网领域,2012年该企业在智能油田、水利、农业等领域都取得良好进展 广西新未来信息产业股份有限公司是国内主要压敏电阻芯片、氧化锌压敏电阻器生产商,2012年收益有所增长,并对2013年的生产经营形势保持乐观。   总之,2012年多数企业仍能保持营销增长或持平,并一致看好敏感元件及传感器行业,认为本行业具有应用前景广阔、发展潜力巨大、国家政策扶持等优势。当然,也有一部分企业全年业绩没有年初预想的好,甚至出现下滑情况。
  • 西安光机所等在表面功能化光纤传感器研究中获进展
    近日,中国科学院西安光学精密机械研究所与西北大学合作,在表面功能化光纤传感器研究方面取得重要进展。研究基于通信单模光纤开发出一种免标记、高灵敏度、高选择性的法布里-泊罗(Fabry-Perot)型干涉探针。该探针具有测试便捷、成本低、温度稳定性高等特点,在生物大分子光谱检测方面具备广泛应用前景。   胆固醇是细胞膜、脂蛋白、神经细胞和脑细胞中的重要脂质大分子,其浓度与心脏病、高血压、动脉硬化、中风等疾病密切相关。因此,胆固醇水平检测备受关注。与目前常用的电化学法、酶分析、液相色谱、质谱等检测方法相比,光纤光谱检测方法具有体积小、抗电磁干扰、成本极低、免标记等突出特点,在生物化学检测领域备受关注。   传统的光纤光谱检测器件(如长周期光栅、倾斜光栅、表面刻蚀布拉格光栅等)受到制备仪器要求严格、温度及形变交叉敏感等困扰,在实用性上有较大局限。   该团队从光纤干涉理论及光与物质的相互作用理论出发,采用单模光纤和光纤插芯制备光纤光谱检测器件,通过范德瓦耳斯力在光纤插芯端面依次贴覆环氧树脂-氧化石墨烯(GO)-β环状糊精多层功能膜,基于最外层β环状糊精的疏水型空心分子结构与胆固醇的靶向性吸附结合原理,实现对胆固醇分子的高灵敏度光谱浓度检测,并在尿素、葡萄糖、抗坏血酸、人体血红蛋白等生化分析领域常见干扰物作用下可以呈现出强选择性,具备可重复制备和可重复检测特性,检出限达到3.5M, 灵敏度为3.92 nm/mM。该成果为表面功能化光纤器件在生化光谱分析领域的应用提供了新的思路和手段。   此外,研究通过X射线光电子能谱(XPS)探究EDC/NHS活化GO羧基对分子间键合相互作用影响以及β环状糊精和胆固醇分子的成键作用特性,对检测机制进行了验证分析。   相关研究成果发表在Analytica Chimica ACTA上。西安光机所为第一完成单位及通讯单位。图1.(a)为实验装置,(b)(c)为干涉结构。图2.(a)胆固醇检测光谱;(b)参杂/未参杂样本检测波长的Langmuir拟合;(c)选择性;(d)器件制备重复性测试。图3.XPS结果。(a) EDC/NHS未活化/活化羧基传感器的XPS光谱;(b)活化羧基传感器的N 1s光谱;(c)(d)分别为经过/未经过EDC/NHS活化羧基传感器的C1s光谱,(e)(f)分别为其O1s光谱EDC/NHS处理的传感器 (g)EDC/NHS活性羧基示意图。
  • 梅特勒托利多新款InPro 6860i系列智能在线光学溶氧传感器
    梅特勒-托利多新款InPro 6860i系列智能在线光学溶氧传感器 生物制造行业专用,操作简便,性能优异 InPro6860i系列,是梅特勒-托利多过程检测为溶氧测量开创光学传感器的里程碑。高级光学技术结合智能传感器管理理念满足了众多生物制造行业生产的需求,不仅性能优良,而且操作极其简便。 作为过程分析测量解决方案的引领者,梅特勒-托利多过程检测现已推出InPro6860i,它是应用于生物制造行业的一系列溶氧传感器。InPro6860i传感器拥有光学测量技术的漂移自动补偿功能,测量结果精度高可靠性强,并且安装方便,可即插即测。 InPro6860i系列采用了智能传感器管理技术(ISM),大大简化了传感器操作和维护,这是非智能传感器不能比拟的独特性能。ISM的智能预诊断功能意味着操作人员可轻松做出决定,在下个生产批次前InPro6860i是否需要做维护或更换。同时,基于光学测量技术的传感器由于信号漂移小,在生物发酵过程中发生的任何漂移都会被自动补偿。这两种技术性能实现了传感器系统极高的测量可靠性,并大大帮助保证各批次生产的一致性 在安装灵活性方面,InPro6860i溶氧传感器既可配套梅特勒托利多智能变送器实现数字信号输出,也可以模拟信号(nA)输出至生物反应器控制系统。 梅特勒-托利多瑞士过程分析部产品经理Jü rgen Illerhaus先生说,&ldquo 这种传感器确实为客户带来了众多独有的好处,加上其出色的耐用性和人性化设计,充分满足了从实验室台式生物反应器到大规模发酵生产的诸多高严格要求。&rdquo 了解更多InPro6860i溶氧传感器 请致电4008-878-788 或登录www.mt.com/InPro6860i 关于梅特勒-托利多过程分析 梅特勒-托利多过程分析提供广泛的pH,ORP,溶解氧,气相氧,二氧化碳,电导率,TOC和浊度传感器、变送器和清洗系统,为您的液体过程分析、纯水超纯水监测提供完整、精确、可靠的解决方案。梅特勒托利多也为客户提供全球范围的全方位服务管理,包括校准服务、性能测试、安装及运行认证、技术培训等。 梅特勒-托利多过程分析:www.mt.com/pro
  • 大连化物所提出基于功能化纸基比色传感器的百草枯农残快检新策略
    近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员冯亮团队在纸基光化学传感器的信号放大研发中取得进展。团队构建了新型介孔二氧化硅功能化纸基传感器,通过柱芳烃超分子识别系统,实现了农药百草枯的高效捕获和分析。该工作为纸基光化学传感器痕量食品安全危害因子快速筛查技术的产业化应用提供了新的思路。   纸基光化学传感器基于其成本低、便携、操作简单等优点,在痕量食品安全危害因子的实际检测方面具有广阔应用前景。然而,传统纸基光化学传感器由于缺少合适的信号放大技术,检测灵敏度相对较低,难以实现低丰度目标物检测。该工作中,团队通过原位生长二氧化硅颗粒,在纸纤维表面构建了大量介孔通道,提高了比表面积,同时限制了目标物扩散,进而提升了结合效率,有效提高了纸基传感器的检测灵敏度。   冯亮团队长期致力于传感器敏感膜的表界面调控及分析物分子的高效捕获研究,在纸基传感器快速检测方面进行了深入探究并部分取得了产业化应用:通过蛋白功能化修饰的纸基对荧光信号的生物正交富集,实现对病毒核酸阴阳性的快速区分(Anal. Chem.,2022);通过静电吸附作用固载显色底物,在纸纤维表面形成敏感薄膜,基于酶介导过氧化氢显色实现赭曲霉毒素的可视化检测(Anal. Chem.,2022;Biosens. Bioelectron.,2021);通过化学交联方式在纸纤维表面构建硅胶溶胶凝胶微孔通道,实现农药残留的微量检测(Food Chem.,2022;Sens. Actuators B: Chem.,2023)等。   相关研究成果以Novel Paraquat Detection Strategy Enabled by Carboxylatopillar[5]arene Confined in Nanochannels on a Paper-Based Sensor为题发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。大连化物所提出基于功能化纸基比色传感器的百草枯农残快检新策略
  • 大连化物所提出基于功能化纸基比色传感器的农残快检新策略
    近日,中科院大连化学物理研究所化学传感器研究组(106组)冯亮研究员团队在纸基光化学传感器的信号放大研发中取得新进展。团队构建了新型介孔二氧化硅功能化纸基传感器,通过柱芳烃超分子识别系统,实现了农药百草枯的高效捕获和分析。该工作为纸基光化学传感器痕量食品安全危害因子快速筛查技术的产业化应用提供了新的思路。纸基光化学传感器基于其成本低、便携、操作简单等优点,在痕量食品安全危害因子的实际检测方面具有广阔的应用前景。然而,传统纸基光化学传感器由于缺少合适的信号放大技术,检测灵敏度相对较低,难以实现低丰度目标物检测。本工作中,团队通过原位生长二氧化硅颗粒,在纸纤维表面构建了大量介孔通道,提高了比表面积,同时限制了目标物扩散,进而提升了结合效率,有效提高了纸基传感器的检测灵敏度。冯亮团队长期致力于传感器敏感膜的表界面调控及分析物分子的高效捕获研究,在纸基传感器快速检测方面进行了深入探究并部分取得了产业化应用:通过蛋白功能化修饰的纸基对荧光信号的生物正交富集,实现对病毒核酸阴阳性的快速区分(Anal. Chem.,2022);通过静电吸附作用固载显色底物,在纸纤维表面形成敏感薄膜,基于酶介导过氧化氢显色实现赭曲霉毒素的可视化检测(Anal. Chem.,2022;Biosens. Bioelectron.,2021);通过化学交联方式在纸纤维表面构建硅胶溶胶凝胶微孔通道,实现农药残留的微量检测(Food Chem.,2022;Sens. Actuators B: Chem.,2023)等。相关研究成果以“Novel Paraquat Detection Strategy Enabled by Carboxylatopillar[5]arene Confined in Nanochannels on a Paper-Based Sensor”为题,发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。该工作的第一作者是中科院大连化学物理研究所106组博士研究生王枫雅。上述工作得到中科院科研装备研制等项目的资助。
  • 东海实验室海洋传感器技术与装备研究所正式成立
    为深入践行“八八战略”,主动融入海洋强省建设“833”行动,进一步强化产学研深度融合,12月4日,东海实验室与舟山海慧海洋科技有限公司举行签约仪式,联合成立海洋传感器技术与装备研究所。合作双方将按照“互惠互利、优势互补、合作创新、共同发展”的合作机制,联合组建“PI+东海研究团队+合作团队+行业专精特新企业”的创新联合体,共同推动人才培养、科技创新和成果转化,促进海洋产业经济发展,共同服务“海洋强国”战略。海洋传感器技术与装备研究所由东海实验室主办,舟山海慧海洋科技有限公司参与共建,聚焦国家在海洋生态文明、海洋碳汇等方面的监测需求,在海洋传感器相关领域开展技术攻关,力争短期内在浮游生物监测仪器、海洋二氧化碳分压传感器和海洋放射性在线监测传感器等形成快速突破。接下来,实验室继续围绕海洋强国重大战略和海洋经济发展重大需求,努力发挥合作双方的特色和优势,通过科技创新、产业创新,聚焦核心应用场景,实效快进、重点突破,在海洋智能装备领域研发新技术和新产品,为我国海洋观测产业发展提供有力支持。
  • 液态金属还原氧化石墨烯在生物传感中的应用
    Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing布鲁克纳米表面仪器部 李勇君 博士自室温和近室温液态金属(LMs)出现以来,此类材料因其软流体性质、高电子和热导率特性而受到研究者们越来越多的关注。其中,镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压等特性成为了LMs家族的典型代表之一,其可用于驱动表面化学反应,设计纳米结构等应用。到目前为止,众多研究者已经在 LMs 表面探索了多种反应,以生成基于层状材料和纳米粒子等不同涂层,但其表面在暴露于氧的情况下易形成天然氧化层而快速钝化,形成损害LMs导电性的绝缘表面,从而限制了在电化学和电子系统中的应用。因此,在LMs表面建立导电层,以实现高导电界面是对于需要电子、电荷转移这类应用的一种有前景和十分重要的策略。2021年11月,澳大利亚新南威尔士大学和中国香港大学的研究人员通过共晶镓(Ga)-铟(In)液态金属(EGaIn)与氧化石墨烯(GO)的界面相互作用成功实现了衬底上、单独GO的还原(rGO),合成了基于rGO与LM的核-壳复合材料(LM-rGO)。进一步,研究者通过布鲁克公司的原子力显微镜(AFM)、 峰值力扫描电化学显微镜(PF-SECM)、纳米红外光谱(nanoIR)、X射线能谱(EDS)等技术系统、详细地表征和讨论了LM对GO的还原能力,LM-rGO界面的相互作用,LM的界面传递,以及LM-rGO的电化学性能等,证实了LM−rGO是一种有效的功能材料和电极改性剂。最后,研究者基于LM-rGO开发出来的纸基电极实现了抗生物干扰的多巴胺选择性传感,展示了该低成本技术的商业应用前景。该项研究工作最终以“Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing”为题发表在2021年11月的《ACS NANO》杂志上。原文导读:研究背景:在过去十年中,自室温和近室温液态金属(LMs)出现以来,其在治疗学、微流体学、材料合成和催化等多个研究学科中得到了广泛的应用。作为LM家族的代表,镓及其共晶合金因其低毒性和低蒸汽压而倍受关注。具体而言,Ga基LMs的可调表面特性以及柔软、动态的界面使其成为合成多种材料的理想反应介质。基于Ga的LMs的另一个独特特性与Ga的不同氧化状态有关,这使得能够在电解或电流调节中调整氧化还原介导的合成路线。在界面上,LMs通常用于两种设想的合成路线:①作为柔软的超光滑模板,然后从表面剥离目标材料,②作为反应点和稳定载体,用于生成颗粒。将所有这些优点结合在一起,基于Ga的LMs可被视为有效的功能载体,为功能化合物的保留和生成提供了多功能界面。还原氧化石墨烯 (rGO) 是常用、流行的平面材料之一,其具有高导电性和跨平面的机械强度等特点。尽管研究者们已经提出了许多用于rGO 生产的方法,但开发一种高度可控的在室温下可行,并且对试剂的需求最少的还原方法仍然具有很大的前景。凭借其超反应性界面,可提供两种自由电子和离子,LMs 可能可以提供这样的反应介质,使 GO 薄膜和各种厚度的GO膜能够在室温下实现还原。一方面,LMs的动态可再生界面可用作重复使用的还原GO试剂,从而在无需任何外部输入(特别是施加电压)的情况下将成本和废物产生降至最低。 另一方面,LMs 的非极化表面可以轻松地从其表面捕获产生的 rGO,无需额外的化学步骤及可形成LM-rGO核-壳复合结构。在本研究中,研究者探索了共晶镓-铟 (EGaIn)和 GO 薄片之间的界面相互作用,考虑了不同的方法:包括利用 LMs 块体作为反应模板来还原GO 和利用LMs微颗粒作为的小型反应位点来合成复合材料。对于这两种情况,研究者都对 LMs表面的 rGO 进行了广泛的表征,以全面了解还原 rGO的特征和组成。 最后,研究者将合成的LM-rGO 微颗粒复合物用于标准电化学电池和电化学纸基分析装置 (ePAD) 中的传导表面改性修饰剂,用于在存在其他生物干扰的情况下对多巴胺 (DA) 进行选择性生物传感和检测。结果及讨论:为了研究LM对GO的界面影响,研究者考虑了不同的实验条件,包括使用LM块体作为软介质来还原不同厚度的GO膜、单独的膜,以及利用LM微液滴作为还原剂核心来生成LM-rGO核−壳复合结构。1. 衬底上GO膜的LM还原研究图1 a, 显示了衬底(Si/SiO2)上GO放入LM中还原的方法。通AFM表征还原前后的GO单层膜发现:LM处理后,单层膜膜厚从1.2 nm减小到了0.6 nm,膜厚的减小可归因于GO还原后变形的sp3碳结构和各种含氧官能团的去除。另外,通过对另外两个GO和rGO样品的AFM图像进行厚度统计分析,研究者进一步证实了暴露于LM后GO单层的厚度减少(图2,原文补充信息Figure S2)。在石墨结构的拉曼光谱中,D带(ID)和G带(IG)的强度之比被认为是石墨烯层内缺陷的指标,拉曼光谱显示LM还原前后的ID/IG从0.89变化到1.2,同时结合ID/IG拉曼成像(图1. d、e)可以进一步确认LM相对均匀地还原了GO单层。在这种方法中,LM大部分在设计的原电池中既是导体又是电解液。换句话说,导体本身可以提供一个充满离子和反应性金属位置的环境,而不是使用外部介质来移动负责电偶反应的电荷载体。LMs的柔软性还提供了液体块体和目标基板之间的有效界面接触,使所需的金属物种易于在表面上接触。图1. (a)基于衬底的GO的LM还原方法示意图 AFM图像:(b)暴露于LM前的GO样品和(c)LM反应后获得的rGO样品 (d)衬底上的GO和(e)浸入LM后获得rGO的拉曼光谱测量,D带和G带的表面拉曼成像及相应的ID/IG成像。图2. Si/SiO2衬底上不同样品的AFM成像和厚度分析:(a-b)LM还原前的GO样品和(c-d)LM还原后的rGO样品。2. 单独GO膜的LM还原研究为了进一步探索开发的基于LM的工艺能力,研究者探索了其独立薄膜GO的LM还原潜力。图3 a,显示了制备独立GO膜的LM还原方法。拉曼光谱证实了还原的有效性(图3c)。为了研究暴露于EGaIn前后表面官能团的分布,转移的厚rGO样品(~1.6 μm, 原文Figure S3-nanoIR表征的测量膜厚度)被进一步通过纳米红外光谱(nanoIR)进行了表征。如图3d所示,纳米红外成像是一种基于AFM的高空间分辨率化学成像和光谱研究技术,其中脉冲红外激光用于产生光热诱导共振和热膨胀。光吸收引起的膨胀激发了AFM悬臂梁的共振振荡,悬臂振荡的振幅正比于相应波长的红外光谱吸收。该技术被用于在高空间分辨率下评估GO和rGO样品中表面官能团的分布。从GO的纳米红外光谱(图3f)中可以看出,羰基峰1730 cm−1(C=O)具有很高的纳米红外振幅, 纳米红外成像也显示了GO表面上相对均匀的羰基分布。另外,GO样品的纳米红外光谱在1615 cm−1处也显示出明显的峰值,对应于GO中的C=C。同样,纳米红外光谱成像也显示了C=C分布的均匀性。GO和rGO之间的主要区别在于:rGO样品纳米红外光谱中羰基峰的消失(图3e),证实了厚GO样品的成功还原。纳米红外光谱中剩余的C=C振动(1593 cm−1),源自石墨烯环,在rGO纳米红外成像中也显示出高振幅和适当的分布(图2e)。最后,表征研究结果证实基于LM还原工艺也可以用于生成独立的rGO膜。图3.(a)单独GO的LM还原方法示意图 (b)单独GO膜的照片;(c)在暴露于LM之前和之后的GO薄膜拉曼光谱 (d)纳米红外光谱原理示意图 (e)浸入LM后获得rGO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=C分布纳米红外成像 (f)浸入LM前GO的纳米红外光谱、AFM表面形貌、偏转信号和C=O、C=C分布纳米红外成像。3. LM-rGO复合材料的制备及表征为了探究GO还原过程的适用性,并在实际功能应用中了解LM微颗粒的还原能力,研究者进一步研究了在酸性GO悬浮液中通过超声波处理制备的LM-rGO复合材料。其合成过程的示意图如图4a所示。研究者通过透射电镜(TEM)证实并研究了LM-rGO核-壳结构,如图4b所示,球形LM颗粒被稳定的石墨片壳包裹,这表明粒子和LM颗粒表面的有效相互作用。另外,研究者也通过X射线能谱(EDS)完成了Ga, In,C,O元素的分析,EDS结果进一步证实了LM颗粒表面存在碳层和rGO片层的全覆盖。图4. (a) LM-rGO复合材料合成过程示意图 (b)LM-rGO核−壳结构的TEM图像 (c) SAED分析和HR-TEM图像 (d) LM-rGO不同放大倍数和角度下的SEM图 (e) LM-rGO表面的镓、铟、碳和氧元素的EDS成像。另外,为了收集更多关于合成复合材料元素组成的信息,研究者通过X射线光电子能谱(XPS)也对GO和LM-rGO复合材料进行了详细的研究。研究者也通过传统宏观傅里叶红外光谱(FT-IR)对LM-rGO表面官能团进行了研究,表明GO含氧官能团被广泛去除。4. LM-rGO复合材料的电化学行为由于LM-rGO复合材料具有高表面积、高活性界面和导电性等特点,可将合成的材料作为电活性改性修饰剂。因此,研究者在玻璃碳电极(GCE)和丝网印刷纸电极(PEs)上进行了大量的电化学性能评价,以探索LM基改性剂与纸张技术的相容性,以及开发低成本生物传感器的可能性。在这两种情况下,研究者采用电化学行为已知的亚铁氰化钾作氧化还原探针,并从电化学阻抗谱(EIS)响应、电活性表面积的变化等方面评估了改性剂对电化学性能的影响,并利用循环伏安法、微分脉冲伏安法、方波伏安法等多种电化学技术进行了表征。结果显示:LM-rGO改性修饰后的电极优于GCE和PE裸电极,证实了改性剂LM-rGO的优良电化学特性。另一方面,研究者也通过峰值力扫描电化学显微镜(PF-SECM)在纳米尺度对LM- rGO复合材料与电解溶液的界面电导率进行了评估,并研究了其表面的局部电化学活性。在PF-SECM方法中,利用AFM探针的纳米尖端和利用样品表面与针尖之间发生的可逆氧化还原反应,可以研究电荷转移的动力学。AFM探针纳米尖端可以实现表面高空间分辨率的电化学成像。PF-SECM操作示意图如图5a (原文Figure S9),PF-SECM工作在布鲁克专利的峰值力轻敲(PFT)模式下,该模式下纳米探针在一定振幅和频率下振荡,以收集样品的形貌和导电性等信息。PF-SECM模式使用“interleave mode”,在每个振荡实例中,探针被提升到样品上方250 nm的距离。当探针从样品表面提升时记录探针尖端电流,而该探针在样品表面一定距离的电流,可用来表征样品表面电化学活性。本研究中,六胺钌氧化还原反应被用于PF-SECM成像。图5b显示了LM-rGO复合材料的形貌。图5c显示了与样品表面接触时的针尖电流,该电流既反映了样品在电解溶液中的界面局部电导率,又反映了样品表面的电化学活性。纯电化学活性数据(图5d)为AFM探针从样品表面250 nm提升高度处的探针测量电流,这证实了电荷转移可能发生在整个表面。LM-rGO微颗粒边界具有较大电化学活性,并与附近颗粒的壳相互连接。边界处电流的轻微增加是由于这些边界代表样品中的低洼区域(如山谷形状),具有高有效表面积,可再生还原剂六胺钌。PF-SECM测量结果显示LM-rGO在纳米尺度具有良好的整体电化学活性,电流可达1.7 nA。图5. PF-SECM原理和LM-rGO粒子PF-SECM分析结果:(a)PF-SECM工作原理示意图(RE、CE和WE分别对应于参比电极、对电极和工作电极);(b) LM-rGO微粒的AFM图像;当针尖位于样品表面(c)(此处的电流代表界面电导率和电化学活性)和距离样品表面250 nm高度(d)(代表样品和电解质之间界面的电化学活性)时,针尖电流成像。5. 多巴胺的选择性传感在完成了前述的详细研究后,在抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)存在的情况下,研究者采用了多巴胺(DA,重要的神经调节剂之一)进行了LM-rGO修饰电极用于DA检测的适用性和选择性评估。LM-rGO修饰,rGO修饰 (ErGO)和裸GCE电极的电化学EIS光谱被用来显示LM- rGO复合物中每个组件的作用。如图6a所示,ErGO显示表面DA反应的Rct值仍然较高(50.7Ω)。然而,在LM-rGO中, Rct值为20.3 Ω。这一观察结果证实了LM在系统电化学性能中的作用,与ErGO相比,LM产生的混合物对电荷转移的阻力更小。为了探索LM-rGO的作用,研究者将修饰剂、裸电极和修饰电极暴露于含有DA、AA和UA混合物的溶液中,然后记录了电化学信号(DPV和CV)。图6b、c、h显示了从裸电极, LM-rGO 修饰GCE和 PE的信号。结果可以看出:对于裸电极,DA、AA和UA的氧化还原峰显示出重叠和接近。然而,在修饰后,在不同的电位窗口中可观察到每种化合物相应的分离峰,因而证实在存在其他干扰化合物的情况下,直接测定DA成为可能。另外研究者也通过FT-IR测量了DA、AA和UA与LM-rGO的特定相互作用(图5f)。LM-rGO的FT-IR光谱显示,LM-rGO在低波数区(低于900 cm-1)尤其是在667 cm-1(代表Ga−OH基团) 表现出剧烈变化。LM-rGO表面的Ga−OH还原仅在存在AA中观察到,这为选择性峰移机制提供了证据。UA向高电位的选择性转移来源于LM-rGO表面剩余负电荷基团和带负电荷的UA分子之间的电荷排斥作用。因此,这种表面相互作用因为AA和UA的峰移,从而增强了DA的选择性。为了获得最大的传感响应,研究者对修饰材料的用量进行了优化。在最佳修饰膜厚度下,研究者获取了LM-rGO修饰GCE和PE的DA定量测定校准曲线。根据图6d,i中提供的结果,该传感器可定量测量100 nM至1500μM(GCE)和400 nM至750μM(PE)范围内的DA浓度水平,GCE和PE的灵敏度分别为30和100 nM。与GCE相比,尽管PE具有更高的电活性表面积,但观察到的动态范围更窄,灵敏度更低,这是由于PEs中已知的耗尽效应和有限的扩散。在不同浓度水平的DA和其他干扰化合物(包括AA、UA和葡萄糖(GLU),高浓度1.0 mM)共存的情况下,研究者也对界面选择性也进行了评估。图6e结果显示,DA的原始信号不会受到其他干扰物的影响,目标分析物DA的测量具有良好的选择性。最后,研究者在人血清样本中进一步研究了该传感器用于DA生物传感的适用性和选择性,结果证明:研究者设计的传感器在如此复杂的生物基质中的具有良好的准确度和精确度。图6.(a)裸GCE(i),LM-rGO修饰的GCE(ii)和ErGO修饰GCE(iii)的EIS光谱(DA用作电化学探针);LM-rGO对GCE表面进行修饰前后,含有AA、DA和UA的混合物的CV(b)和DPV(c)信号;(d) LM-rGO修饰GCE的校准曲线,DA浓度从0到1500μM不等;(e)LM-rGO修饰GCE上进行的DA选择性试验,AA和UA浓度为1 mM;(f)LM-rGO,LM-rGO暴露于AA、UA和DA的FT-IR光谱;(g)ePAD的结构图像和 LM-rGO修饰前后PE表面的显微图像;(h)LM−rGO进行表面修饰前后,含有DA、UA和AA混合物的DPV测量信号;(i)LM-rGO修饰PE的校准曲线,DA浓度从0到750μM不等;分别使用Ag/AgCl和碳准参比电极测量从GCE和PE获得的电化学信号。 研究结论:在本研究中,研究者探索了室温LMs和GO薄片之间的界面相互作用。证明了LM和GO之间存在很强的电偶相互作用,这可以用于生成rGO单层膜和rGO厚膜。研究者对所制备的rGO样品进行了AFM,nanoIR, EDS和PF-SECM等详细表征,实验结果确认通过LM能均匀有效地还原GO薄片。研究者所提出的基于LM的rGO生产方法,有望实现rGO独立膜和衬底支撑单层膜的简易合成。此外,这种界面作用也被用于合成LM-rGO核−壳复合结构。研究者对LM-rGO修饰电极进行的电化学表征显示在AA和UA存在下LM-rGO修饰电极对DA具有良好的选择性,可用于生物传感。总之,本研究显示了LMs对GO薄片室温的还原能力,以及展示了构建功能性应用的可能性。类似利用LMs的界面特性的工艺,可以在未来的研究和工业应用中具有大量潜在应用前景。Bruker公司的AFM,nanoIR,PF-SECM,EDS等纳米技术手段因其高空间分辨率的形貌,纳米光谱和化学成像,纳米电化学,纳米元素分析的能力,将为各类复合材料纳米结构的界面研究提供新的多样化表征手段和研究方法。原文链接:Mahroo Baharfar, Mohannad Mayyas, Mohammad Rahbar, Francois-Marie Allioux, Jianbo Tang, Yifang Wang, Zhenbang Cao, Franco Centurion, Rouhollah Jalili, Guozhen Liu, and Kourosh Kalantar-Zadeh,Exploring Interfacial Graphene Oxide Reduction by Liquid Metals: Application in Selective Biosensing,ACS Nano,(2021)15 (12), 19661-19671https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06973?ref=PDF
  • 我国学者成功研发光催化诱导可再生蛋白质生物传感器
    p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/c515b6e1-89c3-49e4-b31e-1732d8315977.jpg" title=" 1466390046e19346b81bc11e2a.jpg" width=" 570" height=" 292" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 570px height: 292px " /   /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 生物传感器由于其具有灵敏度高、检测速度快、操作简便、成本低、可进行连续动态监测等优点而成为蛋白质检测的一种重要方法。但是,目前研制的蛋白质生物传感器为了减小误差多为一次性使用。由于不同传感器的制作方式不同,不可避免会给蛋白质的检测带来差异性。而且,有些传感器的制作比较复杂,一次性使用成本较高。因此,为了减小蛋白质检测的差异性并节约成本,急需发展一种可再生并能重复利用的蛋白质生物传感器。 /p p   湖北中医药大学张国军教授和北京大学张志勇教授及武汉大学黄卫华教授合作利用石墨烯优异的电学特性和二氧化钛良好的光催化性能构建出基于石墨烯/二氧化钛的光催化诱导可再生场效应晶体管生物传感器,这种生物传感器不仅能实现对蛋白质高灵敏和高特异的检测,而且在检测完成后可以通过紫外灯照射彻底清除传感表面的蛋白质分子和其它有机分子从而达到传感器的再生。这种能再生的场效应晶体管蛋白质生物传感器能达到使用同一块芯片检测不同蛋白质的目的,极大地降低了生物芯片的制作成本,为蛋白质检测提供了一种新的方法。 /p p   这一研究成果发表于 a href=" http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.6b00374" target=" _blank" title=" " 《Analytical Chemistry》 /a 上。 /p
  • 泽泉科技应邀参加全国海洋传感器技术交流大会
    2017年4月10-11日,上海泽泉科技股份有限公司应邀参加由同济大学国家海底科学观测网项目办公室主办的全国海洋传感器技术交流大会。泽泉科技技术人员携带样机和海报参展并在大会上做了口头报告。本次会议有超过20家国内海洋传感器行业的生厂商和国外产品的代理商现场设展台展示仪器。会议期间,来自仪器行业的36位科学家和技术工程师围绕“海洋化学传感器”、“物理海洋与海洋物理传感器”、“海洋生物传感器”、“海洋地质地球物理传感器”和“声学、定位、定时等其它海洋传感器”等5个主题展开讨论和交流。泽泉科技技术工程师分别以“基于湿化学的营养盐在线监测仪应用于海洋监测浮标”、“基于流式细胞技术的浮游植物原位在线监测”和“回声探测仪在海洋生物和环境监测中的应用”为主题上台作口头报告,跟与会嘉宾进行了深入探讨,受到极大关注。
  • “五化”趋势助全球传感器冲刺800亿美元市场
    传感器融合了材料科学、纳米技术、微电子等领域的前沿技术,是新一代信息技术、高端制造装备、新能源汽车等战略新兴产业的先导和基础,也是智能交通、智能楼宇、智慧医疗、智慧基础设施等物联网应用的关键技术,具有技术含量高、经济效益好、辐射和带动力强等特点。   &ldquo 五化&rdquo 成为传感器技术发展的重要趋势   近年来,传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛,新品种、新结构、新应用不断涌现。其中,&ldquo 五化&rdquo 成为其发展的重要趋势。   一是智能化,两种发展轨迹齐头并进。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成,可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯,以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能,具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。如美国凌力尔特(Linear Technology)公司的智能传感器安装了ARM架构的32位处理器。另一个方向是软传感技术,即智能传感器与人工智能相结合,目前已出现各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,并已经在智能家居等方面得到利用。如NEC开发出了对大量的传感器监控实施简化的新方法&ldquo 不变量分析技术&rdquo ,并已于今年面向基础设施系统投入使用。   二是可移动化,无线传感网技术应用加快。无线传感网技术的关键是克服节点资源限制(能源供应、计算及通信能力、存储空间等),并满足传感器网络扩展性、容错性等要求。该技术被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、网络安全技术、能量采集技术等方面。迄今,一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。如,从MIT独立出来的Voltree Power LLC公司受美国农业部的委托,在加利福尼亚州的山林等处设置温度传感器,构建了传感器网络,旨在检测森林火情,减少火灾损失。   三是微型化,MEMS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟,MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造,实现了规模化生产,并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。近年来,日本、美国、欧盟等在半导体器件、微系统及微观结构、速度测量、微系统加工方法/设备、麦克风/扬声器、水平/测距/陀螺仪、光刻制版工艺和材料性质的测定/分析等技术领域取得了重要进展。目前,MEMS传感器技术研发主要在以下几个方向:(1)微型化的同时降低功耗 (2)提高精度 (3)实现MEMS传感器的集成化及智慧化 (4)开发与光学、生物学等技术领域交叉融合的新型传感器,如MOMES传感器(与微光学结合)、生物化学传感器(与生物技术、电化学结合)以及纳米传感器(与纳米技术结合)。   四是集成化,多功能一体化传感器受到广泛关注。传感器集成化包括两类:一种是同类型多个传感器的集成,即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列,组成线性传感器(如CCD图像传感器)。另一种是多功能一体化,如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能传感器,集成度高、体积小,容易实现补偿和校正,是当前传感器集成化发展的主要方向。如意法半导体提出把组合了多个传感器的模块作为传感器中枢来提高产品功能 东芝公司已开发出晶圆级别的组合传感器,并于今年3月发布能够同时检测脉搏、心电、体温及身体活动等4种生命体征信息,并将数据无线发送至智能手机或平板电脑等的传感器模块&ldquo Silmee&rdquo 。   五是多样化,新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现。新型敏感材料是传感器的技术基础,材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等,有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点,生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。如光纤传感器是利用光纤本身的敏感功能或利用光纤传输光波的传感器,有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、绝缘性好、体积小、耗电少等特点,目前已应用的光纤传感器可测量的物理量达70多种,发展前景广阔 气敏传感器能将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出,具有稳定性好、重复性好、动态特性好、响应迅速、使用维护方便等特点,应用领域非常广泛。另据BCC Research公司指出,生物传感器和化学传感器有望成为增长最快的传感器细分领域,预计2014至2019年的年均复合增长率可达9.7%。   未来值得关注的四大领域   随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求,四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。   一是可穿戴式应用。据美国ABI调查公司预测,2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器,包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等,实现了一些传统终端无法实现的功能,如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。当前,可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展,如电子肌肤等。日前,东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。该传感器为薄膜状,单位面积重量只有3g/m2,是普通纸张的1/27左右,厚度也只有2微米。   二是无人驾驶。美国IHS公司指出,推进无人驾驶发展的传感器技术应用正在加快突破。在该领域,谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果,通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪,以每秒20次的间隔,生成汽车周边区域的实时路况信息,并利用人工智能软件进行分析,预测相关路况未来动向,同时结合谷歌地图来进行道路导航。谷歌无人驾驶汽车已经在内华达、佛罗里达和加利福尼亚州获得上路行使权。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发,有的车型已接近量产。   三是医护和健康监测。国内外众多医疗研究机构,包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光(NIR)的图像传感器,其原理是照射近红外光LED后,使用专用摄像元件拍摄反射光,通过改变近红外光的波长获取图像,然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器,该器件由导电金属和绝缘薄膜构成,能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化,发挥完作用之后就会溶解于体液中。   四是工业控制。2012年,GE公司在《工业互联网:突破智慧与机器的界限》报告中提出,通过智能传感器将人机连接,并结合软件和大数据分析,可以突破物理和材料科学的限制,并将改变世界的运行方式。报告同时指出,美国通过部署工业互联网,各行业可实现1%的效率提升,15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2013年1月,GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器,用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据,而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据,从而对生产进行监督。此外,荷兰壳牌、富士电机等跨国公司也都在该领域采取了行动。   传感器产业化发展的重要趋势   近年来,随着技术研发的持续深入,成本的下降,性能和可靠性的提升,在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下,传感器的典型应用市场发展迅速。据BCCResearch公司分析指出,2014年全球传感器市场规模预计达到795亿美元,2019年则有望达到1161亿美元,复合年增长率可达7.9%。   亚太地区将成为最有潜力的市场。目前,美国、日本、欧洲各国的传感器技术先进、上下游产业配套成熟,是中高端传感器产品的主要生产者和最大的应用市场。同时,亚太地区成为最有潜力的未来市场。英泰诺咨询公司指出,未来几年亚太地区市场份额将持续增长,预计2016年将提高至38.1%,北美和西欧市场份额将略有下降。   交通、信息通信成为市场增长最快的领域。据英泰诺咨询公司预测,2016年全球汽车传感器规模可达419.7亿欧元,占全球市场的22.8% 信息通信行业至2016年也可达421.6亿欧元,占全球市场的22.9%,且有可能成为最大的单一应用市场。而医疗、环境监测、油气管道、智能电网等领域的创新应用将成为新热点,有望在未来创造更多的市场需求。   企业并购日趋活跃。美国、德国和日本等国的传感器大型企业技术研发基础雄厚,各企业均形成了各自的技术优势,整体市场的竞争格局已初步确立(附表)。需要指出的是,大公司通过兼并重组,掌控技术标准和专利,在&ldquo 高、精、尖&rdquo 传感器和新型传感器市场上逐步形成垄断地位。在大企业的竞争压力下,中小企业则向&ldquo 小(中)而精、小而专&rdquo 的方向发展,开发专有技术,产品定位特定细分市场。据统计,2010年7月至2011年9月,传感器行业中大规模并购交易多达20多次。如美国私募股权公司VeritasCapitalIII以5亿美元现金收购珀金埃尔默公司的照明和检测解决方案(IDS)业务 英国思百吉公司以4.75亿美元收购美国欧米茄工程公司的温度、测量设备制造业务。目前,越来越多的并购交易在新兴市场国家出现。
  • 大连化物所提出基于功能化纸基比色传感器的病毒检测新策略
    近日,大连化物所化学传感器研究组(106组)冯亮研究员团队与蛋白质折叠化学生物学创新特区研究组(02T5组)刘宇研究员团队合作在病毒核酸快速检测研究中取得新进展。团队发展了一种低成本、快速和便携式病毒检测策略,该策略依赖蛋白功能化修饰的纸基对荧光信号的生物正交富集,辅以实验室自制的微型DNA加热装置和手持荧光检测仪,可以实现对病毒核酸阴阳性的快速区分。   实时荧光定量PCR(qPCR)以及一些恒温扩增检测手段(RPA、LAMP等)在病毒检测的准确性和灵敏度方面都具有很大的优势,然而,其操作高度依赖昂贵的分析仪器和训练有素的工作人员,极大阻碍了在发展中国家以及资源有限地区的应用。纸基比色传感器以其成本低廉,构建简单,检测快速等优势引起研究者们的广泛关注。 本工作中,合作团队提出一种基于功能化纸基比色传感器的病毒检测新策略,通过在纸基上修饰以TR512多肽为核心的融合蛋白,创新性的将TR512多肽与Texas red荧光团之间的生物正交化学反应,转化为功能化纸基上的信号放大,并将该功能化纸基与自制的微型扩增加热装置和手持式荧光检测仪相结合,实现了对预扩增核酸溶液的生物正交富集,提高了检测灵敏度,极大缩短了检测周期。团队将该策略成功应用于不同的病毒核酸(HBV、ASFV、HPV16、HPV18等)阳性序列的检测中,以及乙肝病毒核酸(HBV)实际样品的检测中。   冯亮团队长期致力于传感器敏感膜的表界面调控及分析物分子的高效捕获研究,在纸基传感器快速检测方面进行了深入探究并部分取得了产业化应用:通过静电吸附作用固载显色底物,在纸纤维表面形成敏感薄膜,基于酶介导过氧化氢显色实现赭曲霉毒素的可视化检测(Anal. Chem.,2022;Biosens. Bioelectron.,2021);通过化学交联方式在纸纤维表面构建富含苯基的硅胶溶胶凝胶微孔通道,实现三氯杀螨醇农药残留的微量检测(Food Chem.,2022);通过物理包埋方法在纸纤维表面包埋显色剂形成三点纸基检测阵列,实现自来水中Cu2+,Fe2+,Cl-的同时快速检测(Sens. Actuators B: Chem.,2019)。   相关研究成果以“A Novel Virus Detection Strategy Enabled by TR512-Peptide-Based Bioorthogonal Capture and Enrichment of Preamplified Nucleic Acid”为题,发表在《分析化学》(Anal. Chem.)上。该工作的第一作者是106组博士研究生朱明珍。上述工作得到中科院科研装备研制等项目的资助。
  • 【2023世界传感器大会】MEMS智能传感器——先进技术分论坛成功召开
    2023年11月5日,2023世界传感器大会“MEMS智能传感器——先进技术分场活动”在郑州国际会展中心成功召开。来自智能传感器等领域专家学者、企业代表、新闻媒体近2000余人线上线下参加会议。会议由郑州市人民政府、河南省科学技术协会、沈阳仪表科学研究院有限公司、传感器国家工程研究中心、中国仪器仪表学会仪表元件分会、中国仪器仪表学会仪表工艺分会承办,郑州(国家)高新技术产业开发区管理委员会、郑州市科学技术协会、郑州众智科技股份有限公司协办。河南省科学技术协会副主席王继芬、郑州市人民政府副秘书长王举等领导出席会议并致辞。由沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳主持。沈阳仪表院院长助理、行业中心主任张阳领导致辞中国工程院蒋庄德院士致开幕词。蒋院士回顾了MEMS智能传感器技术的发展历程,并鼓励中国传感器人在传感器产业细分领域不断攻坚克难、突破瓶颈,以国家战略需求为导向,加快实现高水平科技自立自强。中国工程院蒋庄德院士致开幕词中国科学院上海微系统与信息技术研究所李铁研究员作《微型全集成红外CO2气体传感器及其应用》主题报告,分享了红外二氧化碳气体传感器发展现状以及最新应用领域。传感器国家工程研究中心副总工程师、沈阳仪表院研发中心主任张春光作《大型模锻压机状态监测传感器关键技术研究》主题报告,介绍了压力传感器、位移传感器、振动传感器、粘度传感器在大型装备中应用的关键技术。西安交通大学赵立波教授聚焦压力传感器技术做《微纳特种压力传感器技术》专题报告。杭州师范大学传感技术中心钱正洪主任作《磁传感测量与数据融合处理技术》专题报告,从磁传感芯片的设计、信号测量与数据融合等方面作了详细的介绍。国防科技大学吴学忠教授作了《AI赋能MEMS传感器智能化发展新趋势》专题报告,从MEMS传感器智能化发展需求、技术途径、发展现状及趋势四个方面梳理了MEMS智能传感器技术发展方向。杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙作了《智能传感器中国芯的方案》专题报告,分享了传感器信号调理芯片国产化方案。中科院上海微系统与信息技术研究所研究员李铁传感器国家工程研究中心副总工程师沈阳仪表院研发中心主任张春光西安交通大学教授赵立波杭州师范大学传感技术中心主任钱正洪国防科技大学教授吴学忠杭州晶华微电子股份有限公司副总经理赵双龙本次会议围绕MEMS智能传感器的前沿技术、产业趋势和热点问题等进行了深入研讨,来自不同领域的行业专家分享了传感器技术、产业和应用领域的最新研究成果,探讨了今后的发展方向。
  • 一文解读气体传感器原理、分类、用途
    所谓气体传感器,是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面,气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否,或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测,测量该气体在传感器附近是否存在,或在传感器附近空气中的含量。因此,在安全系统中,气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成独立的分类标准,衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系,尤其在分类标准的问题上目前还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上,通常分为可燃气体传感器(常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式)、有毒气体传感器(一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式)、有害气体传感器(常采用红外、紫外等)、氧气(常采用顺磁式、氧化锆式)等其它类传感器。从使用方法上,通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上,通常分为扩散式气体传感器(即传感器直接安装在被测对象环境中,实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触)、吸入式气体传感器(是指通过使 用吸气泵等手段,将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释,又可细分为完全吸入式和稀释式等)。从分析气体组成上,通常分为单一式气体传感器(仅对特定气体进行检测)和复合式气体传感器(对多种气体成分进行同时检测)。按传感器检测原理,通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性:1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性,取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时,整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化,表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下,一个传感器在连续工作条件下,每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比,主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术,它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的,因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性,理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时,探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下,传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征,即灵敏度、选择性以及稳定性等,主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料,使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途:一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型(采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件)、表面电位型(采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件)、体积控制型(基于半导体与气体发生反应时体积发生变化,从而产生电导率变化的工作原理) 等。可以检测百分比浓度的可燃气体,也可检测ppm级的有毒有害气体。优点:结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足:测量线性 范围较小,受背景气体干扰较大,易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质,当用作气体传感器时,它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中,可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高,灵敏度和选择性好,几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用,其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间,选择性、灵敏度高于半导体气体传感器,寿命长于电化学气体传感器,因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器,即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层,在一定温度下,可燃气体在表面催化燃烧,因此铂电阻温度升高,导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹,因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体,但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流,得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析(根据电解过程中消耗的电量,由法拉第定律来确定被测物质含量)传感器。这种传感器用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。主要优点:体积小,功耗小,线性和重复性较好,分辨率一般可以达到0.1ppm,寿命较长。主要不足:易受干扰,灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同,只是频率高,能量大。被测气体到达气室后,被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流,气体浓度和电荷流的大小正相关,测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物,PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率,通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史,其仪表类型较多,能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应,其中广泛应用的是气体的氧化反应(即燃烧),其典型为催化燃烧式气体传感器,其主要工作原理是在一定温度下,一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥,主要用于检测可燃气体,如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体,采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量,石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量,燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端,当有气体时,对红外光产生吸收,接收到的红外光就会减少,从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器,使检测更准确、可靠。优点:选择性好,只检测特定波长的气体,可以根据气体定制;采用光学检测方式,不易受有害气体的影响而中毒、老化;响应速度快、稳定性好;利用物理特性,没有化学反应,防爆性好;信噪比高,抗干扰能力强;使用寿命长;测量精度高。缺点:测量范围窄;怕灰尘、潮湿,现场环境要好,需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护;现场有气流时无法检测;价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中,常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器,利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽,是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器(按构成方式不同,又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式)和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途:用于氧气的检测,选择性极好,是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁,废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术,分离并测定气样中各组分浓度,因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中,已有应用。工作时,从进样装置定期采取一定容积的气样,在流量一定的纯净载气(即流动相)携带下,流经色谱柱,色谱柱中装有称为固定相的固体或液体,利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同,使各组分在两相中反复进行分配,从而使各组分分离,并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理,气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化,即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化,即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点:灵敏度高,适合于微量和痕量分析,能分析复杂的多相分气体。不足:定期取样不能实现连续进样分析,系统较为复杂,多用于 试验室分析用,不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊,其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时,就会形成湍流,产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素,超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散,但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象,测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量,只能用于氧气检测,选择性极好。
  • “传感器”仍是卡脖子问题!海洋监测当如何破题?
    2020年,传感器国家工程研究中心等四个行业核心机构,联合发布权威报告《中国传感器发展蓝皮书》,提到中国高端传感器的应用市场几乎被国外垄断,尤其是高端传感器市场,90%以上仍需要靠进口。值得一提的是,其中一类传感器领域的国产占比竟为0%,换句话说,该类传感器领域要 100%靠进口——它就是“海洋传感器”,主要为CTD传感器。由于海洋观测监测平台都要集成和应用温盐深(CTD)传感器,这一难题极大限制了我国海洋监测技术的发展。卡脖子“背后”的国内现状据悉,国内海洋 CTD测量技术始于 20世纪 70年代, 国家海洋技术中心先后研制了千米和 3000 m 自容式 CTD 自记仪, 并成功参与了我国首次南大洋考察。随着国家对海洋监测的重视程度升级,“九五”时期,海洋监测技术被正式列入国家科技部“863”计划。随后,以国家海洋技术中心、山东省科学院海洋仪器研究所、中科院声学所等国内知名科研机构为首的联盟,先后研发了各种新型 CTD 传感器,部分技术指标于国内领先并接近国际先进水平。尽管如此,由于自主研发的产品与国际仍存在一定差距,且存在生产周期长、成本高, 产品一致性、可靠性差等系列问题, 无法满足市场快速发展,大量的海洋传感器应用仍依赖进口。院士支招,关键在于“对症下药”2023年5月,《中国工程科学》刊登了文章《我国海洋监测仪器装备发展分析及展望》,第一作者为王军成院士,文章中展望了我国海洋传感器的研发重点,以下为原文引用内容,对于海洋监测卡脖子难题的“破解”具有指导意义:一是构建与国际评价体系接轨的我国海洋传感器检定校准测试体系,形成统一的海洋监测仪器测试环境。开展海洋传感器校准测试的基础理论方法研究,发展海洋传感器新传递量值标准器、量值溯源传递体系。建立海洋传感器标定、校准实验条件并达到国际一流水平,革新海洋传感器标定与校准体系并提高检定校准及评价水平。二是借鉴国际海洋传感器评价方面的先进技术及标准,构建系统完备、运行高效的我国海洋标准化评价体系。建设计量校准检测技术支撑平台,形成海洋标准计量质量“三位一体”工作模式,体现严谨公正,达到国际领先水平。实施“海洋标准 化+”工程,推动标准融入海洋领域各细分方向,改善标准制定、修订的速度与质量。三是开展海洋监测仪器检测评价、标准化、质量控制方面的国际合作。建设全球海洋传感器计量检测技术交流合作平台,逐步扩大我国海洋传感器评价体系的国际影响力,推动海洋标准、海洋监测仪器计量校准结果的国际互认。基于此,为助力我国海洋生态环境的持续改善,仪器信息网将于7月18日举办“近岸海域环境监测技术进展”网络研讨会,届时将邀请海洋领域内的权威专家出席,分享海洋监测技术进展,旨在为我国海洋监测技术发展贡献绵薄之力。7月18日,国家海洋环境监测中心、国家海洋技术中心、连云港生态环境监测中心、中科院青岛海洋所、天津科技大学、中国水产科学研究院单位专家,不同维度解析近岸海域监测技术进展。免费参会链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ocean2023/ (仅部分报告有回放,限时免费报名,优先看直播)
  • 第11届全国化学传感器学术会议日程
    第十一届全国化学传感器学术会议第三轮通知   各位参会代表:   2011年是国际化学年。好消息!金秋时节,由中国仪器仪表学会分析仪器分会化学传感器专业委员会主办,湖南大学、上海师范大学和江苏江分电分析仪器有限公司联合承办的2011年第十一届全国化学传感器学术会议定于10月22-25日在湖南长沙市芙蓉华天大酒店召开。现将有关与会的具体安排通知如下:   一、大会学术安排   10月22日:全天报到   10月23日:大会开幕式,大会报告   10月24日:大会报告,闭幕式   10月25日:代表离会或参加考察   二、大会报告安排   1、陈洪渊 院士 南京大学 细胞图案化与细胞传感研究   2、张玉奎 院士 中科院大连化学物理研究所 色谱分离与蛋白质组学的最新研究进展   3、庄乾坤 国家自然科学基金委员会 (NSFC) 国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况   4、杨秀荣 中科院长春应用化学研究所 双偏振干涉测量技术研究生物分子相互作用:基于功能化脱氧核酸实时无标检测小分子   5、周飞艨 加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学电化学和光谱学方法用于生命体系中动态过程研究   6、王柯敏 湖南大学 基于氧化石墨烯的DNA聚合酶检测新方法   7、周道民、章宗穰 美国Second-Sight公司,上海师范大学 生物医学植入器件的刺激电极和传感电极   8、陶农建 Arizona State University,USA Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications   9、鞠熀先 南京大学 纳米生物传感新策略   10、钟传健 State University of New York at Binghamton Biomolecular Recognition with Functional Nanoprobes   11、庞代文 武汉大学 量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程   12、谭蔚泓 湖南大学 生物传感的基石:分子识别   三、会务安排   1. 报到   报到时间:10月22日8:00—22:00, 会议代表在报到处确认注册后,领取代表证、会议指南、论文集、就餐券、纪念品等。   报到地点:芙蓉华天大酒店,地址:长沙市湖南省 芙蓉区五一大道176号   电话:(0731)84401888。   2. 住宿   会议期间与会人员住宿费用自理,住宿费标准:芙蓉华天大酒店单人间,标准间:268元/间 银河大酒店双标间:160元/天,豪华双标:200元/天。   四、会议注册   与会代表的食宿统一安排,差旅、住宿费用自理。注册费包括资料费、会务费和餐费等,报到时以现金交付。会议代表每位900元(在读研究生代表每位600元,注册时请出示学生证件)。   五、会议日程安排   请见本通知附件及会议网站,如有疏漏、问题或希望调整,望及时反馈,谢谢!   六、会议联系方式   会议主页(http://huiyi114.cn)   联系人:吴海龙 庞新宇   联系方式:0731-88821848 传真:073188821848   E-mail:cbsc@hnu.edu.cn   七、会议考察   会议协助旅行社安排三条考察线路,费用自理。   八、友情提示   1. 由于参会代表较多,会务组无法安排接送,对此我们深表歉意。   2. 提供交通信息如下:   (1)、从火车站乘坐 113路(或 7, 118, 104, 105, 111, 117, 12), 乘2站在 曙光路口站 下车 或沿五一路步行约10分钟   (2)、从高铁火车站乘148路公交车至终点火车站,乘坐 113路(或 7, 118, 104, 105, 111, 117, 12), 乘2站在 曙光路口站 下车 或沿五一路步行约10分钟 打出租车约25-30元。   (3)、从机场乘坐机场大巴到终点站:民航大酒店,步行横穿五一路人行通道即到。打出租车约70元。   中国分析仪器学会化学传感器专业委员会   第十一届全国化学传感器学术会议组委会   2011年10月 10日 第十一届全国化学传感器学术会议 会 议 程 序 初 步 安 排 2011年10月22日 星期六 全天 报到注册 时间 内容 地点 08:00-22:00 注册 芙蓉华天大酒店 18:30- 晚餐 (自助餐) 21:00- 学术委员会会议 2011年10月23日 星期天 上午 时间 内容 地点 07:00- 早餐 08:20-08:50 会议开幕式 主持人:章宗穰 芙蓉华天大酒店---华天全厅 08:50-09:20 合影酒店正门前 主持人:杨秀荣、王柯敏 时间 类型 报告人 单位 报告题目 09:20-09:45 PL1 陈洪渊 院士 南京大学 细胞图案化与细胞传感研究 09:45-10:10 PL2 张玉奎 院士 中科院大连化学物理研究所 色谱分离与蛋白质组学的最新研究进展 10:10-10:35 PL3 庄乾坤 国家自然科学基金委员会 (NSFC) 国家自然基金委分析化学学科发展战略与项目资助情况 10:35-11:00 PL4 杨秀荣 中科院长春应用化学研究所 双偏振干涉测量技术研究生物分子相互作用:基于功能化脱氧核酸实时无标检测小分子 11:00-11:25 PL5 周飞艨 加利福尼亚州州立大学洛杉矶分校,中南大学 电化学和光谱学方法进行生命体系中的动态过程研究 11:25-11:50 PL6 王柯敏 湖南大学 基于氧化石墨烯的DNA聚合酶检测新方法 11:50-12:15 PL7 周道民、章宗穰 美国Second- Sight公司,上海师范大学 生物医学植入器件的刺激电极和传感电极 12:10- 午餐 (自助餐) 14:00-18:00 报展 I (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 2011年10月23日 星期天 下午 第一分会场: 主持人:李根喜、于聪 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL1 李根喜 南京大学 基于蛋白质电化学研制的若干生物传感器 14:20-14:40 IL2 于 聪 中国科学院长春应用化学研究所 核酸诱导的小分子探针的集聚及自组装 14:40-15:00 IL3 郑建斌 西北大学 生物电化学与生物传感器的研究 15:00-15:20 IL4 王进义 西北农林科技大学 微流控芯片细胞分析 15:20-15:30 OP1 贾能勤 上海师范大学 基于有序介孔材料的生物传感应用 15:30-15:40 OP2 李钟卉 南京大学 基于蛋白质芯片的雌激素受体药物多靶点筛选方法 15:40-15:50 OP3 赵伟洁 浙江大学 基于多孔硅光子晶体的微流控体系实现细胞的实时非标记分析 15:50-16:00 OP4 赖国松 湖北师范学院 基于银沉积电化学溶出分析的高灵敏多通道免疫传感 16:00-16:10 茶歇 主持人:叶邦策、袁若 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL5 袁 若 西南大学 电化学蛋白质生物传感器的研究 16:30-16:50 IL6 叶邦策 华东理工大学 生物纳米传感器设计及在生化分析中的应用 16:50-17:10 IL7 胡乃非 北京师范大学 可开关的生物电催化与生物传感 17:10-17:20 OP5 董俊萍 上海大学 基于硅钼酸柱撑水滑石复合材料的电化学传感器研究 17:20-17:30 OP6 李珏瑜 浙江大学 HA修饰对细胞捕获的影响 17:30-17:40 OP7 甘 峰 中山大学 基于镍纳米线的过氧化氢传感器的研究 17:40-17:50 OP8 汪庆祥 漳州师范学院 基于一步电沉积壳聚糖-ZrO2-CeO2复合膜的DNA电化学传感器 17:50-18:00 OP9 陈建平 漳州师范学院 基于富勒烯衍生物修饰玻碳电极的电化学免疫传感器 18:00-18:10 OP10 李周敏 南京大学 基于纳米银生物探针的IgE可视化检测方法的研究 第二分会场: 主持人:由天艳、朱俊杰 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL8 朱俊杰 南京大学 量子点功能化与电化学生物传感 14:20-14:40 IL9 蒋兴宇 国家纳米科学中心 基于微纳尺度技术传感器的应用研究 14:40-15:00 IL10 许丹科 南京大学 生物微阵列芯片检测新方法的研究 15:00:15:20 IL11 由天艳 中国科学院长春应用化学研究所 电纺碳纳米纤维及其复合材料在电分析化学中的应用 15:20-15:30 OP11 刘清君 浙江大学 中华蜜蜂化学感受蛋白阻抗传感器的研究 15:30-15:40 OP12 孙兆辉 华侨大学 基于石墨烯增敏的印迹电化学传感器的制备 15:40-15:50 OP13 荆 莉 华东师范大学 基于链接反应的碳纳米管功能化及其应用 15:50-16:00 OP14 曹 忠 长沙理工大学 钆掺杂纳米二氧化钛修饰平板金电极测定火腿肠中微量亚硝酸根 16:00-16:10 茶歇 主持人:施国跃、王坤 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL12 牛 利 中国科学院长春应用化学研究所 石墨烯纳米组分电化学传感器应用 16:30-16:50 IL13 王 坤 江苏大学 基于介孔TiO2修饰电极实现多巴胺的选择性测定 16:50-17:10 IL14 施国跃 华东师范大学 新型复合纳米材料的电催化行为研究及其在活体分析中的应用 17:10-17:20 OP15 吴 硕 大连理工大学 虾中4-己基间苯二酚的高灵敏电化学检测 17:20-17:30 OP16 崔 亮 厦门大学 基于变构探针设计的荧光偏振技术用于小分子的高灵敏检测 17:30-17:40 OP17 彭 晖 华东师范大学 PEDOT修饰的微通道硅电极用于多巴胺、抗坏血酸及尿酸的同时测定 17:40-17:50 OP18 孙芳洁 大连理工大学 基于YSZ和Au敏感电极的混合电位型NO2传感器的特性 17:50-18:00 OP19 赵 路 南京师范大学 氯霉素复合分子印迹膜的制备及电化学研究 18:00-18:10 OP20 羊小海 湖南大学 一种基于G四聚体自身猝灭能力的新型单标记DNA探针用于Hg2+及半胱氨酸的检测 第三分会场: 地址: 主持人:杨黄浩、屠一锋 时间 类型 报告人 单位 报告题目 14:00-14:20 IL15 王振新 中国科学院长春应用化学研究所 功能化金纳米粒子的合成与应用 14:20-14:40 IL16 何治柯 武汉大学 规模合成水溶性低毒量子点用于疾病诊断及可视化检测 14:40-15:00 IL17 杨黄浩 福州大学 基于切刻内切酶的荧光型核酸适体传感器用于放大检测蛋白质 15:00-15:20 IL18 屠一锋 苏州大学 基于纳米增敏电化学发光的氧传感技术 15:20-15:30 OP21 姜大为 华东师范大学 氮掺杂二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究 15:30-15:40 OP22 王 颖 南京大学 一种新颖的基于银纳米粒子荧光增强的适配体传感器 15:40-15:50 OP23 张 妍 福州大学 多壁碳纳米管表面茶碱印迹材料的制备与吸附性能 15:50-16:00 OP24 代 昭 天津工业大学 固相有机合成对基于无机纳米材料的荧光DNA探针微结构的控制作用 16:00-16:10 茶歇 主持人:冯锋、赵睿 时间 类型 报告人 单位 报告题目 16:10-16:30 IL19 赵 睿 中国科学院化学研究所 以石英晶体微天平研究尿液中三聚氰胺与三聚氰酸层层自组装相互作用 16:30-16:50 IL20 徐静娟 南京大学 新型电致化学发光生物传感器研究 16:50-17:10 IL21 冯 锋 山西大同大学 基于表面等离子体共振技术用鸡蛋黄抗体IgY测定转铁蛋白 17:10-17:20 OP25 姜 晖 东南大学 CdSe纳米颗粒的电化学发光动力学及其检测应用 17:20-17:30 OP26 李 慧 南京大学 聚合纳米银荧光探针检测人IgE的新方法 17:30-17:40 OP27 李 娟 福州大学 以氧化石墨烯为平台研究多肽和蛋白质的相互作用 17:40-17:50 OP28 王 荣 上海师范大学 基于TPAA载体的Fe3+离子选择性电极研究 17:50-18:00 OP29 陈荣生 武汉科技大学 核壳结构TiO2/C纳米纤维阵列的制备、微观结构及电化学行为 18:00-18:10 OP30 杨海峰 上海师范大学 钯纳米粒子修饰电极对过氧化氢电催化性能研究 时间 内容 地点 14:00-18:00 报展 I (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 18:30-20:00 欢迎晚宴 20:30- 专业委员会和刊物编委会联席会议 2011年10月24日 星期一 上午 时间 内容 地点 07:00- 早餐 8:00-12:00 报展 II (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 第一分会场: 地址: 主持人:双少敏、张文 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL22 张 文 华东师范大学 双酶传感器对大鼠血清与腹腔巨噬细胞内葡萄糖和胆固醇的同时检测 08:20-08:40 IL23 双少敏 山西大学 基于酶固定的新型抗坏血酸传感器的研究 08:40-09:00 IL24 王利兵 湖南出入境检验检疫局 一种测定双酚A的弛豫开关免疫传感器09:00-09:20 IL25 王升富 湖北大学 电化学生物传感器用于Fenton反应产生羟自由基对蛋白质损伤的监测研究 09:20-09:30 OP31 刘文娟 山西大学 基于酶固定的新型抗坏血酸传感器的研究 09:30-09:40 OP32 韩根亮 甘肃省科学院传感技术研究所 碳纳米管增强的谷氨酸生物传感器 09:40-09:50 OP33 艾仕云 山东农业大学 基于石墨烯-纳米金-锁核酸修饰的分子信标及酶催化放大反应的电化学microRNA传感器的设计 09:50-10:00 OP34 李 臻 浙江大学 用于微生物快速检测的微通道免疫分析芯片 10:00-10:10 茶歇 主持人:夏兴华、何品刚 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL26 夏兴华 南京大学 生物分子的界面行为及生物传感 10:30-10:50 IL27 杨小弟 南京理工大学 石墨烯和碳纳米管修饰电极间接测定生物体液中的铝 10:50-11:10 IL28 何品刚 华东师范大学 基于重氮功能化直立碳纳米管阵列的核酸适配体传感器的制备及其应用于凝血酶的检测 11:10-11:20 OP35 丁应涛 漳州师范学院 基于靛蓝胭脂红为杂交指示剂的高选择性电化学DNA传感器 11:20-11:30 OP36 胡涌刚 华中农业大学 伪狂犬病毒抗体磁性免疫传感器的研制 11:30-11:40 OP37 刘志敏 河南工业大学 基于石墨烯-纳米金复合物的乙酰胆碱酯酶生物传感器于马拉硫磷的测定 11:40-11:50 OP38 高峰 安徽师范大学 A DNA Sensor Based on FRET between Fluorescent Silica Nanoparticles and Gold Nanoparticles 11:50-12:00 OP39 张旋 漳州师范学院 空心球状CeO2–ZrO2–壳聚糖在金电极表面的一步电沉积及DNA传感分析应用 12:00-12:10 OP40 嵇海宁等 湖南大学 基于纳米金颗粒增强/猝灭荧光效应的多目标物检测及其逻辑门操作 第二分会场: 地址: 主持人:刘松琴、李景虹 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL29 李景虹 清华大学 石墨烯的电化学传感器研究 08:20-08:40 IL30 刘松琴 东南大学 掺氮碳空心微球制备及其电催化性质 08:40-09:00 IL31 胡文平 中国科学院化学研究所 自组装纳米材料与纳米器件/分子器件的研究? 09:00-09:20 IL32 宋世平 中国科学院上海应用物理研究所 生物传感器与生物芯片在现代分子诊断学中的应用? 09:20-09:30 OP41 陈旭 北京化工大学 新型石墨纳米材料修饰电极电化学生物传感研究 09:30-09:40 OP42 何婧琳 长沙理工大学 结合金纳米的层层自组装膜用于致癌基因c-myc蛋白的检测 09:40-09:50 OP43 丁亚平 上海大学 基于石墨烯氧化钴萘酚膜修饰玻碳电极的L-色氨酸电流型传感器 09:50-10:00 OP44 杨园园 西南大学 基于聚甲基丙烯酸-聚咔唑杂化型分子印迹聚合物的手性电化学传感器 10:00-10:10 茶歇 主持人:杜丹、杨荣华 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL33 杨荣华 湖南大学 茎部可控核酸探针设计策略 10:30-10:50 IL34 徐国宝 中国科学院长春应用化学研究所 三联吡啶钌电化学发光免疫分析和核酸测定? 10:50-11:10 IL35 杜丹 华中师范大学 磷化蛋白phospho-p5315的电化学免疫传感器 11:10-11:20 OP45 龚静鸣 华中师范大学 纳米增效型固相提取剂在典型环境污染物的净化和电化学检测中的应用 11:20-11:30 OP46 华亮 上海师范大学 碳纳米管复合材料修饰电极对芦丁和抗坏血酸的同时检测 11:30-11:40 OP47 王海霞 山西大学 基于β-环糊精接枝的磁性纳米共聚物修饰电极对色氨酸的化学传感器研究 11:40-11:50 OP48 费俊杰 湘潭大学 葡萄糖氧化酶在-环糊精共价键修饰SWCNTs/CTAB复合膜中的直接电化学及电催化 11:50-12:00 OP49 亓秀娟 福州大学 一种简单、快速、高灵敏检测痕量铜离子传感器的研制 12:00-12:10 OP50 马嘉悦等 湖南大学 基于大孔/中空碳球修饰玻碳电极的硝基苯高灵敏电化学传感研究 第三分会场: 地址: 主持人:杨朝勇、赵书林 时间 类型 报告人 单位 报告题目 08:00-08:20 IL36 杨朝勇 厦门大学 An Agarose DropletMicrofluidic Approach for Highly Efficient Single Molecule mplification and Its Application to Aptamer Selection 08:20-08:40 IL37 赵书林 广西师范大学 基于CdTe/CdS量子点与金纳米粒子的荧光共振能量转移测定三聚氰胺 08:40-09:00 IL38 肖丹 四川大学 金纳米颗粒的绿色制备及其在生物传感器中的应用 09:00-09:20 IL39 李向军 中国科学院研究生院 表面等离子共振法研究β淀粉样蛋白和金属离子相互作用 09:20-09:30 OP51 秦利霞 华东理工大学 CdTe/ZnS 量子点的表面修饰及在细胞中的应用 09:30-09:40 OP52 徐章润 东北大学 PDMS气动喷射混合器用于微流控芯片量子点合成 09:40-09:50 OP53 卢丽敏 江西农业大学 基于电聚合荧光素的高灵敏度和高选择性亚硝酸盐电化学传感器的研究 09:50-10:00 OP54 张海娟 浙江大学 基于离子液体修饰的多孔硅光学气体传感器 10:00-10:10 茶歇 主持人:谢青季、卢小泉 时间 类型 报告人 单位 报告题目 10:10-10:30 IL40 卢小泉 西北师范大学 Photoelectrochemical Study Based On The Functionalized-Metalporphyrin 10:30–10:50 IL41 谢青季 湖南师范大学 生物传感和生物燃料电池研究 10:50-11:10 IL42 徐景坤 江西科技师范学院 基于导电高分子复合材料的抗坏血酸氧化酶电化学生物传感器的开发和农业应用 11:10-11:20 OP55 汪海燕 华东理工大学 基于纳米通道传感技术对老年痴呆症致病蛋白的结构特性研究 11:20-11:30 OP56 马 巍 华东理工大学 选择性识别糖-蛋白作用的荧光传感器 11:30-11:40 OP57 余 刚 湖南大学 交流电沉积自组装金铂和金钯合金纳米线及传感性能 11:40-11:50 OP5, 8 邬建敏 浙江大学 基于多孔硅的光学传感器研究 11:50-12:00 OP59 魏广芬 山东工商学院 基于压缩传感的气体传感器检测技术新框架 12:00-12:10 OP60 张晓兵 湖南大学 新型荧光化学生物探针研究 12:10- 午餐(自助餐) 时间 内容 地点 8:00-12:00 报展II (尺寸为 高120厘米、宽90厘米) 2011年10月24日 星期一 下午 主持人:谭蔚泓、鞠熀先 时间 类型 报告人 单位 报告题目 15:00-15:25 PL8 陶农建 Arizona State University,USA Plasmonic-Based Electrochemical Current and Impedance Imaging and Applications 15:25-15:50 PL9 鞠熀先 南京大学 纳米生物传感新策略 15:50-16:15 PL10 钟传健 State University of New York at Binghamton Biomolecular Recognition with Functional Nanoprobes 16:15-16:40 PL11 庞代文 武汉大学 量子点标记多靶单病毒示踪研究流感病毒侵染动态过程 16:40-17:05 PL12 谭蔚泓 湖南大学 生物传感的基石:分子识别 17:05-18:00 会议闭幕式 主持人:吴海龙 总结、颁奖、下一届代表发言 18:30- 晚餐 (自助餐) 2011年10月25日 星期二 全天 时间 内容 地点 06:20- 早餐 市外考察: 7:00 出发 选项 项目 备注1.市外考察I 韶山 (1天) 详见会议网站 2.市外考察II 凤凰 (2天) 详见会议网站 3.市外考察III 张家界 (3天) 详见会议网站 4.市内考察 长沙市内 附件:报展目录.doc
  • 新型纳米传感器可检测多种有害气体
    p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 据麦姆斯咨询报道,纳米气体传感器创新厂商AerNos近日宣布,它们开发出了一款微型、高精度、经济型纳米气体传感器,能够同时探测多种ppb级(十亿分之一)的有害气体,这款气体传感器专为物联网互联设备集成而设计。 /p p   利用AerNos专利的AerCNT技术,其智慧城市空气污染纳米气体传感器(AerSCAP)产品线得以探测一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、地表臭氧、二氧化硫以及瓦斯泄漏。目前,AerNos AerSCAP产品提供三种配置,分别能够支持同时探测3、4、7种有害气体。AerNos AerSCAP产品为固定式和移动应用进行了优化设计,能够方便的集成进入现有的城市基础设施,如街灯、泊车计时器、交通灯、监控系统、公共运输系统以及其他智慧城市实施。 /p p /p
  • 双应变-温度传感器性能研究取得进展
    近日,广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下,在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者,曾炜为通讯作者。   在目前的双应变-温度传感器研究中,一般是将应变/温度敏感的导电材料,如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点,可以实现基于三维网络离子传输的同时,利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感,为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。   研究人员通过自由基聚合,在氯化锂和甘油的存在下,制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成,使水凝胶具有优异的抗冻能力,能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃,检测限为0.2 ℃,并具有良好的升温-降温循环稳定性。   此外,水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性,可以达到17.3的高灵敏度,并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶,在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。
  • 蜂鸟气体传感器技术推出新网站
    蜂鸟传感技术推出了新网站,以进一步扩大其气体传感器OEM市场领先制造商的影响力。 该传感器已应用在重症护理,麻醉,病人监护,排放监测,水果储存,食品包装,热量测定和车辆废气测试等方面。 新网站展示了医疗和工业应用提供的OEM传感器的选件,以及欧洲,美洲,日本和亚太地区代表处的联系信息,并提供了全球化的语言版本,包括中文,葡萄牙语,巴西语和日语。 英国Crowborough技术中心以ISO 9001认证的最高标准配备生产设备,蜂鸟传感器技术是世界领先的仕富梅气体分析仪系列的核心。 蜂鸟传感器包含无损耗部件和许多传感器,可持续使用数十年,并提供无与伦比的性能,可靠性且易于集成。这种经验证的可靠性在过程和生命科学中的应用,使OEM合作伙伴为他们的客户提供了终身受益的产品。 传感器探测的气体范围包括氧气,一氧化碳,二氧化碳和甲烷气体,适用于包括连续排放监测(CEMS),水果储存,食品包装,热量测定和车辆废气测试等一系列应用。 产品系列包括著名的Paracube氧传感器,结合世界顶级的带切割制造工艺的气体分析技术。 最新推出的Paracube系列,Paracube Micro,提供了'新一代'集系统集成,灵活性,兼容性和可靠性程度无与伦比的设计理念,可方便的集成到通风系统,解剖麻醉,病人的监测和其他生命紧急医疗的应用中。 蜂鸟传感技术部的马丁考克斯说道:&ldquo 很高兴推出我们蜂鸟技术的新网站,这将帮助我们提升气体传感器全球制造商的形象&rdquo 。 &ldquo 我相信在我们专业团队的支持下,我们的传感器一定会得到我们主要制造商的肯定。&rdquo 蜂鸟传感器的网址:www.hummingbirdsensing.com
  • 画在皮肤上的智能传感器
    加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究人员正在对这种特殊的油墨进行研究,相关的成果将发布在《高级医疗材料》杂志上。他们发现,采用葡萄糖氧化酶作为油墨的成分时,可以检查血糖。采用酪氨酸酶(tyrosinase)做油墨时,可以检查到常见的酚类污染物。为了使这种生物墨水具有导电能力,他们加入了一些石墨粉末做电极。他们还说:壳聚糖,常用于止血绷带中的凝血剂,可以帮助墨水附着于物体表面。用木糖醇代替糖类,用于帮助参与反应的酶增强稳定性。还有生物溶剂聚乙二醇,能够使得所有以上物质能够溶解于墨水中。 科学家将这种特殊墨水注入笔中,就能够用笔绘制出一个血糖值检测的传感器。当血液与绘制出的传感器相接触,墨中的酶与血液中的葡萄糖反应,就能测量血液中的血糖了。 同时,该团队还声明,这些生物传感器能够重复使用。更重要的是,这种检查无需将手指扎破,让血液流出来,而知需要将墨水画到皮肤上。在论文中,他们详细介绍了这种诊断方式:只需要在皮肤上用该墨水进行标记,就能在对应的蓝牙设备上读取血糖结果。每只笔中的墨水容量能够支持500次血糖检测(绘制500次)。 这种笔可以利用对苯酚敏感的油墨,对苯酚污染物进行检测。只需要注入不同类型的油墨,就能够用于不同对应物质的检测,如:重金属和一些杀虫剂(农药残留)。除了绘制在人体皮肤上,还能够在不同材质表面进行使用,如电话和建筑物的窗户。 UCSD的研究人员还指出,这种特殊的笔可以方便人们在任何地方设置传感器,随时随地的进行相关检测。下一步的研究包括无线传感器如何与相关的监控设备进行连接,以及怎样提高有机油墨在极端条件下(极端温度、湿度、长期光照等)的适应性、持续性。
  • 半导体情报,科学家研发高密度集成的柔性模块化触觉传感器!
    【科学背景】随着柔性电子技术的迅猛发展,柔性触觉传感器因其在多种应用中的潜力而引起了科学家的广泛关注。柔性触觉传感器的核心概念是模仿人类皮肤的物理特性和感知能力,以实现对外部环境的高精度感测。这些传感器在工业自动化、人机界面、机器人操作和生物医学等领域具有重要应用前景。然而,由于其柔性的形式因子,这些传感器在与基于晶片的设备、商业芯片或电路板的集成方面面临诸多挑战。具体来说,现有的柔性触觉传感器面临以下几个主要难题:首先,一些用于制造这些传感器的弹性或复合材料无法使用传统的光刻和湿/干法刻蚀进行图案化,从而限制了触觉传感器的特征尺寸和空间分辨率。其次,构建柔性触觉传感器的过程通常需要转移、粘接等步骤,这些步骤阻碍了与其他基于硅片的设备和集成电路(IC)的单片集成。第三,大面积的柔性触觉传感器阵列通常具有固定设计,而为了满足多样的应用需求,需要可定制的空间分布和整体形状。有鉴于此,北京大学未来技术学院生物医学工程系助理教授韩梦迪研究员团队提出了一套创新的制造方法和设备设计方案。这些方案包括利用微电机系统(MEMS)技术制造柔性模块化触觉传感器,通过在传感器中引入具有内应力的二氧化硅(SiO2)层,使得可以构建用于测量机械刺激的三维微应变传感器(μSGs)阵列。这种方法与微电子工艺的兼容性使得这些传感器能够与其他传感器在硅(Si)晶片上进行单片集成,或配置成具有高空间密度的阵列。此外,这些传感器还具有模块化特性,使其与贴片、柔性印刷电路板(FPCB)及其他宏电子技术兼容,可以组装成大面积阵列,并与商业设备配合使用。【科学亮点】1. 本文首次展示了高密度集成的柔性模块化触觉传感器。这些传感器通过在晶片或柔性印刷电路板(FPCB)上布置二维和三维金属/合金细线,实现了与其他电子组件的无缝集成。这种设计克服了传统柔性传感器在集成中的挑战,提高了传感器的空间分辨率和适应性。2. 实验采用模块化设计和微电机系统(MEMS)技术,使得传感器能够在柔性印刷电路板上与商业电子产品配合,形成多种电子系统。这些系统具备了无线测量皮肤界面、生物力学信号连续监测和触觉信息空间映射的能力,展示了柔性传感器在不同应用场景中的兼容性。3. 实验表明,这些二维和三维金属/合金细线的触觉传感器能够准确区分法向力、剪切力和温度,并且对弯曲和拉伸等机械刺激具有免疫性。这种高空间分辨率和大面积覆盖的能力,使得这些传感器在机器人技术、生物医学和消费电子产品中具有广泛的应用潜力。【科学图文】图 1. 柔性模块化触觉传感器的设计与制造。图 2. 触觉传感器的表征。图 3. 由模块化触觉传感器构建的各种阵列。图 4. 由模块化触觉传感器和其他电子组件构建的多功能系统。图 5. 皮肤界面的触觉信息空间映射。【科学结论】本文的研究提供了关于柔性触觉传感器设计与制造的新视角,揭示了将这些传感器与电子组件无缝集成的潜力。通过利用光刻定义的金属/合金细线,这些传感器在三维空间中精准测量法向力、剪切力和温度,并对弯曲和拉伸等机械刺激表现出免疫性。这种设计不仅提高了传感器的空间分辨率和测量准确性,还扩展了其在机器人技术、生物医学和消费电子等领域的应用前景。尤其是高密度阵列、柔性多功能系统、大面积弯曲无敏感阵列和无线可穿戴贴片等示例,展示了柔性触觉传感器在微电子和宏电子技术中的兼容性及其实际应用潜力。研究表明,通过优化传感器的设计和集成策略,可以显著提升其性能,并为未来的技术进步提供新的机会。参考文献:Chen Xu et al. ,Three-dimensional micro strain gauges as flexible, modular tactile sensors for versatile integration with micro- and macroelectronics.Sci. Adv.10,eadp6094(2024).DOI:10.1126/sciadv.adp6094
  • 海洋光学研发出基于CMOS传感器的微型光谱仪
    海洋光学研发了一种低成本,高性能的基于 CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器的光谱仪。该光谱仪特别适宜于嵌入 OEM 设备中。虽然 STS 的体积很小,只有40mm x 42mm x 24mm,但是它的功能表现丝毫不逊于大型系统。主要特色:低杂散光的全光谱分析、高信噪比(1500:1)和典型1.5纳米 (FWHM) 光学分辨率。STS 是可见-近红外光谱应用的理想选择,诸如对 LED 的光谱光度及颜色测量和样品的透射、吸收测量。并且它还是 OEM 应用的理想选择,特别是需要在线监视一条或多条光谱线,又需要高重复性、稳定性的结果的应用环境中。   STS 光谱仪有350-800纳米和650-1100纳米两种标准配置。大批量的 OEM 客户还能自订波长范围,入射孔径和其他光学配件。与其他微型光谱仪不同的是,STS 自带有内嵌的光闸以实现暗背景测量。单独定价的操作软件提供了包括光闸控制等全方位的光谱采集与分析功能。客户也可以根据需要来订制 STS 操作软件。   STS 的核心是一个1024像素的 CMOS 探测器,它位于一个交叉结构的 Czerny Turner 光具座内。该光具座的不同之处在于其特别设计的准直镜和聚焦镜,以及每毫米600条刻线密度的光栅。其光学设计和先进的 CMOS 探测器提升了 STS 的性能,使之与昂贵的大型光谱仪相比毫不逊色。例如,STS 拥有14位 A/D,功耗仅为0.75w,通过定制的入射孔径,完全能够实现小于1.0纳米(FWHM)的光学分辨率。 这也是 STS 如此吸引人的原因所在。
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