可植入傳感器的案例
《AFM`綜述》UCLA：可生物降解的植入式傳感器：材料設計、制造和應用
實時監測可以通過分析體液或通過在體內或體內應用傳感器來實現。但是，
必須移除可植入傳感器。第二次移除程序會導致進一步的組織損傷，這可能是中樞神經系統等組織的問題。使用可生物降解的傳感器減輕了這些問題，因為它們不需要移除程序。
材料科學的最新進展使所有傳感器組件都可以生物降解成為可能。植入物的小尺寸和功率以及有限的材料選擇是決定可生物降解設備能力的主要限制因素。因此，探索這些參數之間的權衡的設計將始終是一個挑戰。盡管令人鼓舞的結果表明可生物降解的傳感器可以與市售的不可降解傳感器一樣準確和可靠，但可生物降解的可植入傳感器仍處于起步階段。本文批判性地回顧了該領域取得的重大進展，并強調了未來的前景。
圖1
生物可降解植入式傳感器的發展概況，包括生物材料（金屬、聚合物、硅基半導體材料）、制造技術和報告的應用。
圖2
示意圖顯示了用于制造可生物降解傳感器的各種組件和材料。
還顯示了傳感器的位置以及與外部放置的采集設備的通信。
相關綜述論文以題為
Biodegradable Implantable Sensors: Materials Design, Fabrication, and Applications
發表在《
Advanced Functional Materials
》上。
通訊作者
是
加州大學
洛杉磯分校
Nureddin Ashammakhi
博士
。
參考文獻：
doi.org/10.1002/adfm.202104149
展開 美因茲大學《Nano Letters》納米金復合可植入水凝膠傳感器，體內長期監測卡那霉素濃度
【科研摘要】
植入式傳感器連續傳輸有關體液中生命值或生物標志物濃度的信息，使醫生能夠調查疾病進展并監測治療成功。然而，當前可用的技術在長期操作和向不同分析物的轉移能力方面仍然面臨困難。最近，
德國
美因茲大學
Carsten S?nnichsen
教授
團隊
展示了基于金納米粒子的可推廣平臺的潛力，該
納米粒子嵌入水凝膠中，可長期植入生物傳感
。
使用光學成像和智能傳感器
/參考設計，
團隊
通過無創地通過皮膚詢問植入的傳感器來評估麻醉大鼠中卡那霉素
(
Kanamycin)的組織濃度。
結合組織整合基質，堅固的適體受體和光穩定的金納米顆粒，
該
技術具有延長植入式傳感器壽命的強大潛力。由于金納米顆粒易于適應不同的分析物，因此我們
的概念將在個性化醫學或藥物開發中找到廣泛的應用。相關論文以題為
Implantable Sensors Based on Gold Nanoparticles for Continuous Long-Term Concentration Monitoring in the Body
發表在《Nano
Letters》上。
【主圖】
圖
1.我們基于金納米顆粒的新型植入式傳感器的設計，用于體內無創濃度監測。
圖
2.通過皮膚對卡那霉素的特定傳感器反應的測量。
圖
3.皮下卡那霉素濃度的定量。
圖
4.植入傳感器在生理條件下的長期穩定性。
【總結】
為了達到更高的可靠性和準確性，例如，需要通過自動化的標準化過程（包括質量控制）來改進傳感器的制造和植入。
展開 依靠人體自帶“燃料” 傳感器充當“私人醫生”
據麥姆斯咨詢報道，來自華盛頓州立大學（Washington State University）的研究人員開發出一款由生物燃料驅動的可植入傳感器，它可以依靠糖來運行以監測身體的生物信號，檢測、預防并診斷疾病。
一支由華盛頓州立大學電子工程和計算機科學學院助教Subhanshu Gupta領導的跨學科研究團隊開發了這款獨特的傳感器，該傳感器由生物燃料電池供電，可以從體液中收集葡萄糖維持其正常運行。
研究團隊展示了生物燃料電池與電子元件的獨特集成，以高靈敏度處理生理生化信號。
他們的研究成果于近期發表在《IEEE電路與系統雜志》（IEEE Transactions of Circuits and Systems journal）上。
華盛頓州立大學化學工程和生物工程學院（Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering）的教授Su Ha和Alla Kostyukova領導設計了生物燃料電池。
目前流行的用于疾病檢測的傳感器或是需要充電的手表，或是需要貼在皮膚上的貼片，這些貼片都是表面的，而且無法嵌入。由華盛頓州立大學團隊開發的傳感器則可以消除刺破手指以檢測某種疾病（如糖尿病）的需求。
Gupta指出，“人體體液中攜帶有大量燃料，通過皮膚和口腔周圍的血糖或乳酸生成。使用生物燃料電池開啟了將身體作為潛在燃料的大門。”
他表示，傳感器當中的電子元件采用最先進的設計和制造，只需要消耗幾微瓦的功率，同時又具有高靈敏度。將這些電子元件與生物燃料電池相結合，將使其比傳統電池供電裝置更高效。由于該裝置依賴于體內的葡萄糖，因此傳感器的電子元件可以無限期供電。例如，傳感器可以僅依靠在皮膚下生成的糖運行。
展開 菲力爾推全球首款可穿戴傳感器 可保障車內安全
據外媒報道，在西班牙巴塞羅那舉行的智能城市博覽會世界大會上，美國菲力爾公司（FLIR Systems Inc.）宣布推出業界首款可穿戴傳感器平臺 - TruWITNESS，專為城市安全運營和公共安全運營而設計。該公司是世界領先的傳感器系統和熱成像設備制造商之一。
菲力爾的TruWITNESS傳感器平臺將視頻、音頻、定位數據、物聯網（IoT）功能以及云管理軟件整合至一個解決方案中，使各種組織機構能夠達到新的態勢感知水平。盡管該平臺專為需要實時移動監控的公共安全組織（如警察部隊）而設計，但是其為交通部門、運輸和過境機構、應急響應服務和停車管理組織提供了許多潛在應用。
TruWITNESS可佩戴在個人身上或安裝于車內，包括可視視頻、音頻、全球導航系統（GNSS）、陀螺儀、加速度計和磁力計傳感器。上述傳感器結合使用，可實時向中央指揮中心發送警報和流式數據。該平臺具備菲力爾的感知附近（Neighbor Aware）設備間連接功能，可作為物聯網設備，觸發附近的TruWITNESS設備、固定或機動的平移-傾斜-變焦（PTZ）安全或交通攝像頭，以及其他網聯傳感器，以響應警報事件。
菲力爾商業業務部總裁Travis Merrill表示：“現今的可穿戴監控技術主要用于執法機構，但是我們詳細TruWITNESS可用于更廣泛的領域。配備了TruWITNESS平臺和網聯設備，安全人員不僅可以將視頻傳輸到指揮中心，還可傳輸至當地的執法部門和緊急醫療人員。TruWITNESS可讓任何公共安全組織都能使用視頻來應對復雜情況，而且會隨著威脅發生而不斷進化。”
來源：蓋世汽車網
展開 
光電式液位傳感器可用于液態滅火器實現缺液提醒
滅火器是一種可由人力移動的輕便滅火器具，它能在其內部壓力作用下，將所充裝的滅火劑噴出，用來撲滅火災。由于其結構簡單，操作方便，使用面廣，對撲滅初起火災效果明顯。因此，在企業、機關、商場、公共樓宇、住宅和汽車、輪船、飛機等交通工具上隨處可見。下面工采網小編和大家一起了解下液位傳感器如何在高鐵液態滅火器實現缺液檢測？
為了安全，通常高鐵等交通工具上都會常備滅火器。其中有一種新型滅火器是液態滅火器。滅火器里面主要是液態狀態。然而現有的滅火系統在沒有遇到火災時經常處于長時間待機狀態，在長時間的待機狀態下有可能由于緩慢泄漏等原因導致滅火系統在需要使用時出現滅火劑儲量不足的問題，這就需要在液體滅火劑鋼瓶內設置液位測量裝置，普通的液位測量裝置需要維護人員去主動檢查來進行泄露判斷，實施起來非常不方便，特別是對大批量的液體滅火劑進行定期維護檢查，整個過程將耗費大量人力和大量時間。為解決上述問題工采網推薦使用光電式液位傳感器進行檢測實現缺液提醒讓用戶及時察覺滅火器里并未有液體。
安裝光電液位傳感器時當沒有水時，傳感器發光二極管發出的光被經過透明棱鏡后會折射回接收管。當有水時，則光折射到液體中，從而使接收器收不到或只能接收到少量光線。英國SST 低成本光電液位傳感器/光電液位開關 - LLC200A3SH提供單點液位檢測，為大批量OEM客戶特別設計傳感器含有一個紅外發射源和一個探測器，安裝位置精確，以確保兩者在空氣中達到很好的光耦合。當傳感器的錐形端浸入液體時，紅外光會透射出錐形面，到達探測器的光強就會變弱。
低成本光電液位傳感器/光電液位開關LLC200A3SH特點：
（1）響應速度快，
（2）10mA驅動電流，光電晶體管開關輸出。
（3）工作溫度：-20～85度，M12螺紋。
展開 中山大學吳進：高穩定/超靈敏/可拉伸/快響應/可穿戴水凝膠薄膜溫度傳感器
（a）描繪了TFSS傳感器的三明治結構的示意圖，其中水凝膠膜被兩層PDMS膜包裹。（b）示意圖說明通過鹽滲濾將LiBr引入水凝膠以提高穩定性。（c）TFSS傳感器的光學圖像以30％的應變拉伸并放置在智能手機上。屏幕上清晰可見熊的數字圖片。（d，e）顯示TFSS的橫截面輪廓的光學圖像。中間水凝膠層的厚度為12.15μm。（f）TFSS傳感器和塊狀水凝膠的透光率。
圖
2.示意圖，顯示了通過逐層旋涂技術制造TFSS傳感器的過程。
圖
3.拉伸性，抗干燥性和抗凍性。
（a）TFSS傳感器在0％和50％拉伸應變下的照片。（b）在25℃和22％RH下，相對于時間的散裝水凝膠，50重量％的LiBr滲透過的散裝水凝膠和TFSS水凝膠的重量損失。（c）三種樣品的重量損失與25°C下相對時間的關系，相對濕度從22％變為5％。（d）原始水凝膠和在50 wt％LiBr溶液中滲透2 h的水凝膠的DSC光譜。（e）在-18°C下存放超過24小時后，原始狀態（左），150°彎曲（中）和20％應變（右）時TFSS傳感器的照片，顯示了保留的柔韌性和可拉伸
性。
圖
4. TFSS傳感器的熱傳感特性。
（a，c）相對電容和電阻隨溫度的變化。插圖：TFSS傳感器的示意圖。（b，d）電容和電阻分別隨溫度變化。（e）最先進的可拉伸溫度傳感器的功能雷達圖。
圖
5.電容模式下的熱傳感機制。
（a）分別圖示了TFSS的橫截面輪廓（左）和溫度傳感器（中）在低溫（高于）和高溫（低于）時的等效電路圖的示意圖。（b）照片顯示在-18和40°C下分別沒有（左）和清晰（右）水滴從TFSS傳感器中擠出。（c）示意圖說明水凝膠-電極界面處離子的溫度依賴性吸附。
圖
6.
展開 【報告840】汽車傳感器（45頁可下載）
三電
汽車動力
整車
車身
制動轉向
懸架輪胎
電子電器空調
內外飾
橡膠
標準件
機械繪圖
NVH資料
特斯拉專利
大眾標準
智能網聯
自動駕駛
車聯網
5G
三電系統
電機標準資料
特斯拉鋰電池
鋰電池材料測試
鋰電池標準
鋰電池文獻
鋰電池工藝
鋰電池管理仿真
混合動力
動力系統
新能源研發
電子電器
電路設計
電子芯片
電子半導體
電源設計
硬件設計
EMC
汽車電子1
汽車電子2
逆變器
通訊總線
通訊CAN/LIN
圖紙電氣
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可攝取的傳感器：能診斷胃出血！
導讀
近日，美國麻省理工學院的研究人員開發出一種可攝取的傳感器，它配備了基因工程細菌，能診斷胃出血或者其他胃腸道問題。
背景
如今，醫療電子技術的發展可謂日新月異。過去的醫療電子設備往往體積笨重，造價昂貴，只能存放于實驗室中，需要專業技術人員才能操作，經過很長時間才能得到檢測結果。隨著半導體、無線通信、物聯網、新材料等技術的進一步發展，醫療電子設備呈現出了小型化、便攜化、低成本、低功耗等新的發展趨勢。
例如，便攜式、可穿戴、植入式等新型醫療電子設備不斷出現。除了這些設備之外，可攝取的醫療電子設備，例如可攝取的內窺鏡、胃起搏器、給藥器等，也非常值得關注。相比于胃鏡腸鏡等傳統的消化道檢查設備，可攝取的醫療電子設備具有小巧、廉價、微創等優勢。美國麻省理工學院（MIT）在這方面取得了豐碩的研究成果，下面帶大家回顧一下：
1）微型麥克風硅酮膠囊傳感器，可以檢測心率和呼吸頻率。
（圖片來源: Albert Swiston / MIT林肯實驗室）
2）由胃酸提供能量的新型電池，可以為小型醫療傳感器或給藥設備供電，并能夠在腸道駐留更長時間。
（圖片來源：MIT）
3）可卷起并吞食的柔性傳感器，能粘附于胃壁和腸壁，測量消化道的節奏性收縮。
（圖片來源：MIT）
創新
今天，讓我們繼續來關注美國麻省理工學院在可攝取的醫療電子設備方面取得的新進展。近日，MIT 研究人員開發出一種可攝取的傳感器，它裝備了基因工程細菌，能診斷胃出血或者其他胃腸道問題。
（圖片來源： Lillie Paquette/MIT）
這種“芯片上的細菌”（bacteria-on-a-chip）方案將活細胞制成的傳感器與超低功耗電子器件相結合，通過超低功耗電子器件將細菌的響應轉化為智能手機可以讀取的無線信號。
展開 液態金屬柔性可拉伸傳感器取得新進展
（來源：深圳先進技術研究院）
柔性傳感器的拉伸、扭轉和彎曲
超高可拉伸傳感器的拉伸實驗
可拉伸傳感器的特性分析和應用示范
來源：材料科學與工程
北京大學：柔性可變形三維傳感器重要進展！
隨著人們日益重視生理健康，越來越多的業界人士致力研發可貼附在人體各個部位的柔性可穿戴式傳感器，用于監測溫度、心率、肌電、血壓等多種生理特征。然而，對于起伏很大、拉伸形變明顯的身體部位，尚需構建一個更加立體的可變形結構，實現與皮膚在任何狀態下的共形接觸，提高信號質量，減少監測時的噪聲。
近日，北京大學信息科學技術學院、納米器件物理與化學教育部重點實驗室胡又凡研究員課題組在相關研究中取得重要進展。他們首先采用銀納米線（具有良好的透光性、導電性和機械柔韌性）作為導電材料、聚對二甲苯作為襯底材料，構建3μm厚的超薄AgNWs/parylene復合薄膜，在導電性、透明度、穩定性等方面均具有優勢。
隨后，課題組將其應用于心電監測和高頻天線，所獲取的心電信號電壓幅值和信號特征與商用電極類似，可清晰記錄各波形的特征性心電圖峰；與此同時，制備的天線工作頻段在4.3 GHz以上，可覆蓋無線局域網（WLAN，5GHz）和射頻識別（RFID，4.3～5.8 GHz）的工作范圍，且具有良好的高頻特性和全向性。更重要的是，課題組基于“剪紙”工藝原理，提出一種構建三維可變形電子系統的通用方案，包括合理的激光圖案切割設計和獨特的圖形化流程。理論分析的結果證明通過切割圖形的設計，可有效增強薄膜與人體皮膚之間的黏附性。他們利用此三維可調結構，構建可變形的透明濕度傳感器，以手肘和手指關節為例，成功實現了這些部位的汗液監測。
被選為《先進科學》封面的可變形透明濕度傳感器研究
這一研究由此給出一種構建三維可變形傳感系統的通用策略，證明了在各類皮膚曲面上實現高性能傳感器系統的可行性，以及可應用于未來復雜皮膚表面的各類生理健康監測。
展開 “人體接近檢測”傳感器可減少貼身輻射，帶來酷炫的應用體驗
幕后英雄："人體接近檢測"傳感器
你是否有這樣的體驗，當手機放進衣服口袋里，信號傳輸效率大大降低？一部分原因是口袋的遮蔽；另一個重要的原因是手機的無線發射功率自動調低了。實際上，很多手機等電子設備安裝了自動感應人體靠近的傳感器，用于檢測是否接近人體，當接近時，可自動降低無線射頻（RF）輻射。
圖|“人體存在檢測“的部分市場
國際上，手機、可穿戴產品、平板電腦等輻射主要靠SAR（比吸收率）值來衡量的。SAR指單位時間內單位質量的物質吸收的電磁輻射能量。國際上通常使用SAR值來衡量人體吸收的輻射量，各國也有相應的標準。
除了符合SAR法規外，“人體接近檢測”還可提升用戶體驗，例如在可穿戴產品中，為耳機、智能手表等提供自動開/關、媒體控制等“即戴即走“功能。在某些消費電子和工業場景中也可實現手勢控制。
由于“人體接近檢測”傳感器有這么多的作用，因此有巨大的發展空間。
"人體接近檢測"的實現方法
“人體接近檢測”主要有兩種方法實現：一種是光傳感器，需要在手機等產品上打孔；另一種是通過共用天線進行信號檢測，優勢是可以實現更遠的感應距離，且安裝簡單、功耗更低。
通過天線進行信號檢測的傳感器的特點是什么？產品有何新進展？近日，Semtech發布了讓隨身電子產品更智能的產品平臺——PerSe?。借此機會，電子產品世界記者采訪了Semtech中國區銷售副總裁黃旭東、Semtech消費類傳感產品線高級總監黃宇鏗。
展開 
低成本的塑料傳感器：可用于監測人體健康狀況！
因為傳感器并不是由金或鉑之類的金屬組成，所以它的制造成本相對較低，并且很容易與可拉伸的柔性基底結合到一起，從而實現可穿戴或者植入式的傳感應用。
Pappa 表示：“植入式設備使我們能夠在壓力狀態下，例如發病期間或者前一刻，實時檢測大腦的代謝活動，用于預測發病或評估治療。”
目前，研究人員正在計劃開發一種在體外實時檢測人類細胞代謝活動的傳感器。Pappa 所處的生物電子系統和技術小組正專注于開發模仿我們器官的近似模型，并精準地實時評估這些模型的技術。先進的傳感器技術可以與這些模型一起使用，測試藥物的效力與毒性。
展開 可注射的生物傳感器：有望長期檢測人體酒精含量！
這種可注射的微型傳感器，在門診就可以操作而無需手術，使得患者更容易在更長時間內按照規定進行檢測。” Hall 也隸屬于加州大學圣迭戈分校的無線通信中心和可穿戴傳感器中心。4月10日，Hall 的團隊在于圣迭哥召開的2018年度IEEE定制集成電路大會（CICC）上展示了這項研究。
相關論文標題為： "A Sub-1 uW Multiparameter Injectable BioMote for Continuous Alcohol Monitoring."，作者包括加州大學圣迭戈分校的 Haowei Jiang*、Xiahan Zhou*、Saurabh Kulkarni、 Michael Uranian、 Rajesh Seenivasan、Drew A. Hall。
技術
生物傳感器芯片的尺寸約為1立方毫米，可注射到皮膚下圍繞身體細胞的細胞間液中。它含有一個涂有乙醇氧化酶的傳感器，這種酶選擇性地與酒精交互生成副產品，這個副產品可以通過電化學方法檢測到。電信號通過無線方式傳輸至附近的可穿戴設備，例如智能手表，而芯片也是通過可穿戴設備無線供電。芯片上另外兩個傳感器用于測量背景信號與pH值，這些值被抵消后，酒精度數的測量會變得更加精準。
（圖片來源：David Baillot / 加州大學圣迭戈分校雅各布工程學院）
研究人員將芯片功耗設計得盡可能低，總共才970納瓦，差不多是智能手機打一個電話所消耗的功率的百萬分之一。Hall 表示：“我們不想芯片對于可穿戴設備的電池壽命產生顯著影響。我們正在植入它，所以不想許多的熱量產生于身體局部或者電池內，這有可能會產生潛在的毒性。”
讓芯片的運行功耗變得超低，其中一個辦法就是通過一種叫做“后向散射”的技術。
展開 高頻壓力傳感器頻響特性可分為三大類型
高頻壓力傳感器在設計時，要考慮許多因素，包括傳感器材料、結構形式以及轉換機制。常見的高頻壓力傳感器有壓阻式、電容式和光纖敏感式等。這些傳感器選用的材料和結構布局會顯著影響其頻響特性。例如，采用高彈性材料和精細工藝，可以減少機械滯后，提高頻響性能。
一、高頻壓力傳感器的頻響特性
1、定義
高頻壓力傳感器的頻響特性是對高頻壓力信號的響應能力，通常用高頻截止頻率來表示。高頻截止頻率是指在規定的頻率響應，幅度誤差范圍內可以測量的最高頻率信號，這一指標直接決定了在高頻壓力測量中的適用性和精度。
2、影響因素
（1）傳感器的固有頻率
傳感器的固有頻率是決定其高頻響應能力的關鍵因素。固有頻率取決于敏感元件的材料和結構特性，在芯片生產過程中已經定型，無法通過后期處理改變。較高的固有頻率意味著能夠響應更高頻率的壓力信號。
（2）傳感器的封裝方式
傳感器的封裝方式也是影響頻響特性的重要因素。相同固有頻率的傳感器芯片，采用不同的封裝方式，會直接影響傳感器能夠使用的頻響范圍。合理的封裝設計可以減小機械系統的慣性，提高傳感器的響應速度。
（3）采集設備的頻率響應帶寬
傳感器封裝完成后，需要配合后續的采集設備實現動態壓力的復現。采集設備的頻率響應帶寬決定了，在單位時間內可以采樣的測量結果的數量，從而影響了傳感器的快速反應能力。
3、高頻截止頻率與靈敏度的關系
高頻截止頻率高的壓力傳感器，其敏感核心必然具有較高的固有頻率，這通常意味著靈敏度會相對較低。在選擇高頻壓力傳感器進行高頻測量時，需要權衡高頻響應和靈敏度之間的關系，根據具體應用場景做出合理選擇。
二、頻響特性的影響因素
1.信號處理電路：測量系統中的信號處理電路對傳感器的頻響特性有著重要影響。
展開 實驗室安全守護者：氫氣傳感器的不可或缺之處
隨著科學技術的飛速發展，氫氣在實驗室中的應用越來越廣泛，尤其在化學反應、能源研究、生物醫學等領域發揮著不可替代的作用。然而，氫氣作為一種易燃易爆的氣體，其潛在的安全風險不容忽視。為了確保實驗室的安全，氫氣傳感器成為了不可或缺的安全設備。
一、氫氣傳感器的核心作用
氫氣泄漏傳感器能夠實時監測實驗室環境中的氫氣濃度。一旦檢測到氫氣濃度超過預設的安全閾值，傳感器會立即發出警報，提醒實驗人員迅速采取應對措施，從而有效防止因氫氣泄漏而引發的火災、爆炸等安全事故。
二、氫氣傳感器的應用場景
化學反應監測：在化學反應過程中，氫氣的使用極為普遍。氫氣泄漏傳感器能夠實時監測反應過程中的氫氣濃度，確保實驗人員能夠在第一時間發現潛在的安全風險。
能源研究應用：在新能源研究領域，尤其是燃料電池技術中，氫氣作為能量載體扮演著重要角色。氫氣泄漏傳感器能夠確保燃料電池系統在安全的環境下運行，提高能源利用效率。
生物醫學實驗：在生物醫學實驗中，氫氣可能作為實驗氣體使用。氫氣泄漏傳感器能夠實時監測實驗環境中的氫氣濃度，保障實驗人員的安全，避免因濃度過高而對實驗動物或實驗人員造成危害。
三、氫氣傳感器的技術優勢
高靈敏度：氫氣泄漏傳感器能夠在極低的濃度下檢測到氫氣，確保及時發現泄漏。
實時監測：傳感器能夠持續監測氫氣濃度，為實驗人員提供實時的安全信息。
可靠性高：氫氣泄漏傳感器經過嚴格的質量控制和耐久性測試，確保在實驗室復雜環境中穩定可靠地運行。
易于集成：傳感器通常設計為模塊化，易于與其他安全系統集成，實現全面的實驗室安全管理。
四、未來展望
隨著物聯網、人工智能等技術的快速發展，氫氣傳感器將進一步提升智能化水平。
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