智能口罩检测呼气中的病毒 传感器功不可没
- 2021/6/21 9:24:39 25280
- 来源：仪表网
据介绍，该智能口罩的传感器由排列精密的纳米线阵列构成，纳米线的线宽和间距与病毒颗粒物的尺寸相匹配，纳米线阵列就像一张“网”，可以精准捕获呼出气中的病毒颗粒。同时，科研人员还在纳米线阵列上加了可以与带有抗原的病毒发生免疫反应的抗体，一旦发生反应，会使整个传感器的阻抗值变大。通过监测传感器阻抗值的变化，就可以初步检测出是否含有病毒。课题组针对人体呼出气的复杂性和口罩结构的特殊性，将传感器设计成了“多孔膜—传感器—柔性基底”的“三明治”结构：纳米级的多孔膜将人体呼出的其他微米级颗粒阻挡在外，只有同样是纳米级的病毒才能穿过；柔性基底的设计则使传感器与人体面部可以更贴合。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等。
此外，课题组进一步开发了包括数模转换器、运算放大器和无线传输单元在内的可穿戴集成电学系统。通过该集成电学系统，检测结果能实时无线传输到智能手机App上。同时，这款可穿戴病毒“及时检测”系统的重量仅为7.6克，完全不会影响佩戴的舒适性。
该智能口罩可广泛用于机场、海关、医院等人流密集场所的快速筛查。无线通信系统使口罩佩戴者或管理员能够通过手机、平板电脑等智能终端安全地获取信息，从而快速作出决策，在控制大流行病方面有着很重要的意义。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
资料来源：科技日报、百科
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