科研资讯

2022-12-01 08:42
传感器世界 2022年8期
关键词:滑翔机晶体管电化学

美国科学家发明可探索火星大气的无动力滑翔机

美国亚利桑那大学和美国国家航空航天局的科研人员合作设计了一种无动力滑翔机,可用于探索火星的大气和地质信息。2022年7月,团队发表在《航空航天》杂志上的一篇论文详细介绍了火星滑翔机的初步设计,该设计可以填补表面漫游车和轨道航天器之间的科学观测空白。拟议中的飞机将配备传感器和摄像头,并利用风能飞行数小时甚至数天。

美国宇航局研究科学家、合著者Alexandre Kling在亚利桑那大学的一份声明中称,离地面几公里是一个重要的研究领域。

Kling 表示:“这是地表和大气之间所有交换发生的地方,尘埃被收集并送入大气,并混合了微量气体,我们只是没有太多关于它的数据。”

团队展示的概念飞机重量仅有5 公斤,翼展为3.4 m。它可以被装入一颗小型卫星中,作为更大任务的一部分运送到火星,然后像折纸一样展开或膨胀到最终尺寸。研究人员还在考虑通过气球或飞艇将其送入大气层,这些气球或飞艇可以充当飞机的停靠站。

滑翔机的想法摒弃了太阳能电池板和电池,并使用了火星上已经很丰富的资源:风。这可以采取“动态翱翔”的形式,这是地球上信天翁使用的一种飞行技术。

团队表示:“动态飙升看起来就像滑雪者用来控制下山的S形图案。然而,每次滑翔机改变方向时,它也开始改变高度,而不是减慢滑翔机的速度,这种机动有助于它加速。”

香港大学开发可穿戴传感器可监测疾病

2022年8月10日,香港大学工程学院的研究团队宣布开发了一个可以读取人体微弱电化学信号的可穿戴微型生物电子传感系统。该系统可应用于测量糖尿病、心血管疾病以及心理健康状况等个性化健康监测。团队已成立初创公司,把崭新技术推广应用作市场化发展。

这款名为“用于电化学晶体管的定制化电子表征系统”(PERfECT, Personalised Electronic Reader for Electrochemical Transistors)的传感器由港大电机电子工程系助理教授张世明带领智能可穿戴课题组(WISE)研发,是全球同类技术中最细小的系统。体积为1.5 cm×1.5 cm×0.2 cm,重量 为0.4 g,能轻便附于可穿戴的智能手表及医疗贴片上,持续检测健康信号,例如糖尿病人的血糖水平、血液甚至汗液中的病毒抗体浓度等。张教授表示,该系统极为小巧、柔软,佩戴者不易察觉,可以持续监测身体状况,这意味着它有潜力推进医疗检测技术的变革。

新技术使可穿戴有机电化学晶体管向实际应用迈出一大步。有机电化学晶体管因其良好的水稳定性以及在低工作电压(毫伏)下获取高灵敏度的能力被科学界认可为下一代可穿戴传感技术,PERfECT系统正好填补了实现有机电化学晶体管可穿戴表征的空白。

系统数据采样率与商用设备不相上下,高达每秒20万次,但价格仅为其十分之一。此外,PERfECT也可以测量其他各类型的低压晶体管,例如传统的场效应晶体管传感器。

张教授分享,他从2013年便开始从事可穿戴健康技术研究,当时还是博士生,WISE开发出PERfECT系统得益于组内独特的跨学科研究文化,有来自电机及电子工程、微电子、软件工程,应用化学、生物医学工程等多个领域成员,希望能吸引更多有兴趣的本科生和研究生参与。该课题组的学生已经赢得多个奖项。张教授补充说:“WISE的愿景是通过开发下一代智能可穿戴诊疗技术,促进从‘以医院为中心’向‘以人为中心’的健康诊疗体系变革。”

科学家开发出能够长期连续成像、具有生物粘附性的超声装置

美国麻省理工学院研究团队开发出能够长期连续成像、具有生物粘附性的超声装置。该研究成果于2022年7月28日发表在Science杂志上,题为Bioadhesive Ultrasound for Long-Term Continuous Imaging of Diverse Organs。

研究人员研发了一种生物粘附超声(BAUS)装置。它具有一个薄而坚硬的超声探头,通过一种具有生物粘附性的水凝胶-弹性耦合剂粘附在皮肤上。这种探头每平方厘米有400个元件,以保证动态情况下能够进行长期应用。BAUS装置可对多种器官(包括血管、肌肉、心脏、胃肠道和肺等)进行48小时的连续成像,并将图象传送到超声平台上。这种超声装置可用于多种疾病的诊断和监测。

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