2018-08-09
目前微型传感器已经用于许多不同的应用，例如检测有毒气体。它们还集成到小型化的发射器/接收器系统中，例如无处不在的RFID芯片。然而，由于微型传感器通常含有对环境和人类健康有害的贵金属，因此它们不适用于与食物直接接触或包含在食品中的医疗应用。因此，在研究和工业中，迫切需要开发由可生物降解的无毒材料制成的微型传感器。
由电子实验室博士后Giovanni Salvatore领导的研究小组一直与其他ETH研究所的科学家合作开发用于温度测量的可生物降解微型传感器。他们刚刚在科学期刊“高级功能材料”中报告了他们的发现。通过在可堆肥聚合物中封装由镁、二氧化硅和氮化物制成的超细、紧密缠绕电缆来生产生物相容性微型传感器。镁是我们饮食的重要组成部分，而二氧化硅和氮化物具有生物相容性，可溶于水。该聚合物由玉米和马铃薯淀粉制成，其组成符合欧盟和美国食品法规。
在Tr?ster小组工作的博士后研究生Giovanni Salvatore确信这些可生物降解的微型传感器有着光明的未来。例如，他引用了一个潜在的应用：“为了准备运往欧洲，日本的鱼可以安装微型温度传感器，可以连续监测，以确保它们保持在足够低的温度。这需要食物作为食物。微型传感器不会对消费者的健康构成威胁。微型传感器还需要小巧，坚固且足够灵活，能够在装有鱼或其他食物的容器中存活。
研究人员开发的微型传感器厚度只有16微米，比人类头发（100微米）薄得多，长度只有几毫米，重量不超过毫克。在其当前形式中，微型传感器在67天的时间内完全溶解在1％盐水溶液中。目前，微型传感器在完全浸没在水中后继续运行一天。这一次足以监测从日本到欧洲的鱼类运动。 “但通过调整聚合物的厚度可以更容易地延长聚合物的使用寿命，”Salvatore说。但是，较厚的传感器灵活性较差。电流传感器非常薄，即使完全折皱或折叠也能继续工作。即使拉伸大约是原始尺寸的10％，传感器仍然不受影响。对于电源，研究人员使用超薄，可生物降解的锌电缆将微型传感器连接到外部微电池。在相同的（不可生物降解的）芯片上有一个微处理器和一个发送器，通过蓝牙将温度数据发送到外部计算机。这使得可以监测10至20米范围内的产品温度。
生物相容性微型传感器的生产目前是非常耗时且昂贵的过程。然而，Salvatore认为有可能为大众市场生产这种微型传感器，尤其是印刷电子电路。 Salvatore说：“一旦生物传感器的价格下降得足够多，几乎可以在任何地方使用。”微型传感器将提供物理和数字世界之间的联系，为“物联网”带来食物。它们的使用不仅限于温度测量：可以使用类似的微型传感器来监测压力，气体积聚和紫外线照射。
Salvatore预测，这些可生物降解的微型传感器将在五到十年内成为我们日常生活的一部分，具体取决于行业的兴趣。当时，Salvatore解释说电池，处理器和发射器可能会集成到微型传感器中。在不担心人类健康或环境的情况下，仍然需要更多的研究来使用这些组件。因此，该团队目前正在寻找生物相容能源来为其微型传感器供电。
微型传感器包含范围：
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评论3
楼主 2018/8/9 16:43:45
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楼主 2018/8/17 10:46:16
楼主 2018/8/20 6:09:19
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