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- 納米級晶體管傳感器通過汗液檢測健康
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/5/29
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)納米電子裝置實驗室的研究人員們開發(fā)出一種可實時掃描液體(如汗液)的納米級晶體管傳感器，能夠為個人的水合、壓力或疲勞程度提供實時且準確的檢測。
“汗水中的離子平衡能夠提供關(guān)于個人身體健康狀況的重要信息，”納米實驗室(Nanolab)主任Adrian Ionescu解釋，“我們的技術(shù)可檢測存在于離子與質(zhì)子等超小濃度中的基本帶電粒子，不僅能反映出汗水的pH平衡，還能顯示疲勞狀態(tài)時更復(fù)雜的水合狀況。藉由調(diào)整至合適的官能，還能進一步追蹤不同類型的蛋白質(zhì)。”
研究人員們在最近發(fā)布于《ACS Nano》期刊中的研究論文中描述，他們先在先進的FinFET晶體管上固定待分析液體流經(jīng)的微流體通道。當(dāng)分子通過時，其電荷干擾傳感器作用，使其得以推斷出流體的組成。
該組件不僅承載傳感器，其晶體管與電路還可放大訊號。分層的設(shè)計則用于隔離電子組件與液體物質(zhì)。
“一般來說，我們必須分別使用傳感器來進行檢測，以及利用電路進行運算與放大訊號，”該研究論文的主要作者Sara Rigante解釋，“而在我們的芯片中，傳感器與電路存在相同的組件中，使其成為一款『感測電路』。這種鄰近性確保訊號不會被干擾或改變，因而也使我們能夠取得極其穩(wěn)定與準確的測量結(jié)果�！�
由于晶體管的尺寸僅20nm 大小，因而能夠在一款芯片上放置整個傳感器網(wǎng)絡(luò)，讓每個傳感器用于定位不同的粒子�！耙虼耍覀兡軝z測汗水中的鈣、鈉或鉀，”Rigante表示。
在洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)的技術(shù)較其競爭對手更脫穎而出，因為它更穩(wěn)定、兼容于現(xiàn)有的電子組件(CMOS)、超低功耗且易于在較大的傳感器數(shù)組中再造�！霸谏飩鞲衅黝I(lǐng)域，以納米技術(shù)為主的研究十分激烈，特別是有關(guān)于硅晶納米線與碳納米管�！�
但這些技術(shù)往往不夠穩(wěn)定，因而無法用于目前的工業(yè)應(yīng)用中，Ionescu說，“而我們開發(fā)的傳感器是從相當(dāng)強大且先進的技術(shù)開始的，并為其進行調(diào)整以符合在液體閘極FinFET結(jié)構(gòu)中的感測需求。這種電子組件的準確度才易于在數(shù)百萬個具有相同特征的組件中進行復(fù)制�！�
此外，它并不是一項耗能的技術(shù)�！爸恍枰活w太陽能電池，即可為1,000個傳感器供電，”Ionescu表示。
研究人員們已經(jīng)利用微型泵循環(huán)液體，進行了相關(guān)測試。目前，研究人員們正致力于一種透過毛細作用將汗水吸入微流體管的方法。這種途徑可望擺脫以小型分析繃帶附加微型泵的必要性。
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