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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】21世紀(jì)以來(lái)，納米技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，并終融入傳感器制造業(yè)，逐漸促成探測(cè)物理、化學(xué)、生物等類型信號(hào)的納米傳感器問(wèn)世。納米傳感器不僅在尺寸大小方面達(dá)到納米級(jí)水準(zhǔn)，更實(shí)現(xiàn)了性能提高、成本降低等多重優(yōu)化效果，引發(fā)“納米化”的產(chǎn)業(yè)新趨勢(shì)。
小身板撐起大產(chǎn)業(yè) 納米傳感器引發(fā)市場(chǎng)新趨勢(shì)
傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中基礎(chǔ)的一環(huán)，在即將到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，其數(shù)量必然會(huì)呈井噴式增長(zhǎng)。種類繁多、數(shù)目龐大的傳感器一方面自然會(huì)為人類更全面、更及時(shí)地收集種種信息，但另一方面也將占用越來(lái)越多的空間。盡管大多數(shù)傳感器都身材嬌小，但其尺寸畢竟還在肉眼可見的范圍內(nèi)，無(wú)論是從觀感還是應(yīng)用上講，體驗(yàn)都還有待改進(jìn)。不少特殊場(chǎng)景中的傳感器需要繼續(xù)變小。
上世紀(jì)90年代初興起的納米技術(shù)為傳感器“瘦身”創(chuàng)造了可能。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，納米技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，并終融入傳感器制造業(yè)，逐漸促成探測(cè)物理、化學(xué)、生物等類型信號(hào)的納米傳感器問(wèn)世。納米傳感器不僅在尺寸大小方面達(dá)到納米級(jí)水準(zhǔn)，更實(shí)現(xiàn)了性能提高、成本降低等多重優(yōu)化效果，引發(fā)“納米化”的產(chǎn)業(yè)新趨勢(shì)。
傳感器家族中，未來(lái)與人類朝夕相處的首推可穿戴設(shè)備中的物理信號(hào)傳感器。為了減輕設(shè)備重量，方便人體攜帶，這批傳感器必將接受嚴(yán)峻的瘦身考驗(yàn)。2015年，美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)就用銀納米線制成一款適用于可穿戴設(shè)備的納米傳感器，能夠監(jiān)測(cè)拇指、膝蓋等關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，這款設(shè)備還可變形進(jìn)而充當(dāng)類人皮膚。
感知化學(xué)信號(hào)的傳感器在探測(cè)有毒、有害氣體的安防工作中扮演至為關(guān)鍵的角色。而近年來(lái)，隨著空氣污染加劇、天然氣入戶的普及，大眾對(duì)檢測(cè)有害氣體的需求也日益增長(zhǎng)。氣體傳感器在日常消費(fèi)品市場(chǎng)愈加常見。新的市場(chǎng)空間對(duì)產(chǎn)品性能提出了更高的要求。為此，業(yè)界不斷向“納米化”方向發(fā)力。美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的光學(xué)納米傳感器便是其中一個(gè)成果。這款傳感器既能在危險(xiǎn)場(chǎng)所幫助安防人員“嗅”出有毒氣體，又可幫助普通人檢測(cè)食物是否腐敗變質(zhì)、家中燃?xì)庥袩o(wú)泄露。
有時(shí)候，危險(xiǎn)信號(hào)并不是來(lái)自外界，而是源于身體內(nèi)部。醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，癌癥病人呼出的氣體中含有特定的混合物。如果可以通過(guò)呼氣檢測(cè)到這些物質(zhì)，醫(yī)生便可由此判斷病人是否罹患癌癥。這既可以免去侵入式化驗(yàn)之苦，又可較早發(fā)現(xiàn)病癥。順著這一思路，學(xué)界展開了呼吸傳感器的研究。2015年，以色列理工大學(xué)研發(fā)的一款可彎曲納米傳感器能通過(guò)分析呼氣診斷卵巢癌，準(zhǔn)確率達(dá)80%。
體積大幅縮小正是傳感器性能提升的秘密之所在。正因?yàn)樯聿氖湛s到了納米級(jí)，因此傳感器的制作成本大大降低，對(duì)分子級(jí)的探測(cè)對(duì)象即可作出敏感反應(yīng)。同時(shí)，節(jié)省出的空間可以留給多個(gè)其他類型的傳感器，形成一個(gè)功能多樣的組塊。這就是為什么納米傳感器往往是能同時(shí)感測(cè)多種信號(hào)的綜合體。
身材小，本領(lǐng)大，花費(fèi)少，雖然肉眼不可見，但這樣的傳感器怎能不受市場(chǎng)青睞？無(wú)論是專業(yè)領(lǐng)域還是日常生活里，納米傳感器都游刃有余，受到越來(lái)越多消費(fèi)者的喜愛。在去年夏季的達(dá)沃斯年會(huì)上，納米傳感器被評(píng)為“2016年度新興技術(shù)”，前景之廣闊不言而喻。未來(lái)，這個(gè)看不見的超迷你機(jī)器將在醫(yī)療、安防、軍事、家居等諸多領(lǐng)域創(chuàng)造更大的奇跡。
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