納米傳感器的應(yīng)用實(shí)例

　　借助聲音震動識別細(xì)微運(yùn)動的納米傳感器

　　一款神奇的蜘蛛俠納米縫隙傳感器，它采用聲音導(dǎo)致空氣震動，從而識別運(yùn)動的原理，可以讓一名普通人擁有蜘蛛俠般的第六感。一起來看看吧。

　　經(jīng)科學(xué)家觀察研究發(fā)現(xiàn)，蜘蛛的八條腿上的關(guān)節(jié)位置處都有著一種神奇的感覺器官，與內(nèi)部神經(jīng)系統(tǒng)直接聯(lián)系。而外界環(huán)境中的物體一旦發(fā)生運(yùn)動，哪怕是人的一個極其輕微的小動作，都能通過震動引發(fā)蜘蛛體內(nèi)的第六感警報。

　　這套新系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于，傳感器間的縫隙間距達(dá)到了納米級別，這也就保證了很高的傳感靈敏度。具體說來，研究人員們在粘彈性聚合物表面添加20納米厚度的鉑金層，搭建了傳感器框架。通過讓表面的鉑金變型延展，上下層之間便產(chǎn)生了空隙，暴露出底層的聚合物，研究人員便借助次測量傳感器表面的電導(dǎo)系數(shù)。

　　實(shí)際實(shí)驗中，尤其是針對音頻的測試，納米裂縫傳感器的表現(xiàn)是優(yōu)于傳統(tǒng)的傳聲器。在干擾噪音高達(dá)92分貝的實(shí)驗環(huán)境中，傳感器能夠在準(zhǔn)確的捕捉到測試人員說出的go、jump、shoot、stop等基本單詞，但是普通的傳聲器甚至不能清晰的錄制聲音。

　　研究人員進(jìn)行了更加深入的測試。當(dāng)把傳感器配置在小提琴的表面，它能夠精確的記錄下樂曲中的每一個音符，并且將其“翻譯”給外接設(shè)備，輸出為電子樂曲。另外更有趣的是，將傳感器佩戴在手腕處，它還能精確地測量人體的心跳。

　　除了能夠有效排除外界噪聲之外，納米傳感器還需要做到能夠高精度識別特定頻段的聲音。例如前文提到的醫(yī)療健康中的測量血壓、脈搏等功能，需要讓傳感器對某個人體信號格外的敏感，而不只是單純的記錄聲音和震動。

　　檢測蔬果農(nóng)殘物的納米生物傳感器

　　對蔬果農(nóng)殘擔(dān)憂，用這種試紙測一測，有無農(nóng)殘，指標(biāo)多少，便一目了然;甚至一些人體健康指標(biāo)也可以利用生物傳感器，轉(zhuǎn)化為看得見、摸得著的直觀呈現(xiàn)。

　　納米金材料是納米傳感器的核心材料，被廣泛應(yīng)用于試紙條、試紙盒中，其大小、形狀以及自組裝行為直接影響到可視化的性能。

　　傳統(tǒng)納米金合成主要是通過調(diào)控反應(yīng)動力學(xué)和熱力學(xué)，進(jìn)而調(diào)控形貌和大小，但眾多實(shí)驗參數(shù)常常會影響納米金的大量高質(zhì)量制備。研發(fā)人員提出了納米金的兩種新生長模式———智能化合成與非連續(xù)性生長模式。

　　超過20種單分散的不同形貌的金納米粒子，包括球形、方形、棒狀、片狀、星形、線形以及一些復(fù)雜的多級納米結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有的其他產(chǎn)品相比，這種合成方法確保納米粒子在大規(guī)模制備條件下，仍能保持粒子的高度均勻性。

　　此類傳感器的應(yīng)用空間非常廣闊，主要集中在一些可視化的試劑盒、試紙條上。目前市面上較為常見的就是驗孕試紙， 同時在食品安全領(lǐng)域也可大做文章

　　如在食品安全領(lǐng)域，普遍的家庭要檢測蔬果是否含有毒素，不可能購置大型的儀器，只能通過一些簡單的工具去鑒別，因此可以通過裸眼觀察到顏色變化的試劑、試紙成為較為理想的工具、方法。

　　卵巢癌診斷的可彎曲納米傳感器

　　一種覆蓋金納米顆粒的柔性膜，能夠根據(jù)婦女的呼吸判斷她是否患有卵巢癌。這種可彎曲裝置像紙一樣薄，收集能力是以前呼吸傳感器的幾倍，非侵入性且足夠便宜，有望作為更加經(jīng)濟(jì)有效的方法用于卵巢癌的普遍篩查。

　　人體的呼吸，無論是來自健康或患病的人，由數(shù)以百計的有機(jī)物組成：丙酮，甲醇，丁醇，烴等。而人呼出氣體中的分子能夠揭示身體內(nèi)部的變化，如卵巢癌病人的呼吸過程會釋放獨(dú)有混合物質(zhì)，包括苯乙烯、壬醇、2-乙基己醇、3-庚酮、癸醛、十六烷。

　　科學(xué)家開發(fā)了這種針對卵巢癌的納米傳感器。他們首先選擇能夠與卵巢癌相關(guān)的揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)的芳香性配體，與金納米粒子和柔性條狀聚酰亞胺薄膜形成集成的交叉反應(yīng)感應(yīng)陣列。當(dāng)患有卵巢癌的病人呼出的氣體經(jīng)過金納米粒子，其中的特異性揮發(fā)性有機(jī)物會與陣列上的配體反應(yīng)，引起可測量的電阻變化。