傳感新品

【加州理工學(xué)院：研究可穿戴式無創(chuàng)傳感器可通過監(jiān)測(cè)汗液確定是否有炎癥跡象】

研究人員開發(fā)了一種可穿戴式非侵入性傳感器，可以監(jiān)測(cè)佩戴者汗液中炎癥的生物標(biāo)志物。他們表示，患有慢性炎癥疾病的人可以在家中使用該設(shè)備。炎癥與一系列精神和身體疾病有關(guān)，包括全球三大殺手：缺血性心臟病、中風(fēng)和慢性阻塞性肺病 (COPD)。

雖然急性炎癥反應(yīng)是人體抵抗感染和加速愈合的自然方式，但長(zhǎng)期或慢性炎癥可能會(huì)導(dǎo)致不可逆的組織損傷。而能夠快速、輕松地檢測(cè)炎癥是治療的關(guān)鍵。測(cè)量血液中 C 反應(yīng)蛋白 (CRP) 的水平通常用作炎癥的生物標(biāo)志物，但需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和人員來分析血液樣本。

現(xiàn)在，加州理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新型可穿戴傳感器，稱為 InflaStat，通過測(cè)量人體汗液中的 CRP 水平來無線、無創(chuàng)地監(jiān)測(cè)炎癥。

研究人員在開始制造他們的第一個(gè)汗液分析傳感器之前必須克服一些障礙。主要難題是CRP比其他分子更難檢測(cè)，它在血液中的濃度比其他生物標(biāo)志物低得多，而且它的分子更大，這意味著將它們從血液中分泌到汗液中更加困難。

“這些是以前阻止人們進(jìn)行可穿戴 CRP 傳感的主要問題，”該研究的通訊作者高偉說?！拔覀冃枰哽`敏度來自動(dòng)監(jiān)測(cè)皮膚上極低濃度的 CRP。”

InflaStat 由激光雕刻的石墨烯制成，石墨烯含有微小的孔，可形成較大的表面積。這些孔含有與 CRP 結(jié)合的抗體和稱為氧化還原分子的特殊分子，能夠在某些條件下產(chǎn)生小電流。傳感器結(jié)構(gòu)中融入了金納米顆粒，每個(gè)納米顆粒都攜帶一組獨(dú)立的 CRP 檢測(cè)抗體。

當(dāng)佩戴者汗液中的 CRP 分子進(jìn)入傳感器時(shí)，它們會(huì)附著在檢測(cè)器抗體和石墨烯孔中的抗體上。然后納米顆粒附著在石墨烯上并觸發(fā)氧化還原分子產(chǎn)生電流，該電流由附著在傳感器上的電子元件讀取。

由于每個(gè)金納米粒子都含有許多檢測(cè)抗體，因此信號(hào)（非常?。┍环糯蟮眠h(yuǎn)遠(yuǎn)超過單個(gè) CRP 分子產(chǎn)生的信號(hào)。

研究人員在健康參與者、慢性阻塞性肺病患者和從新冠病毒感染中康復(fù)的參與者身上測(cè)試了 InflaStat。他們發(fā)現(xiàn)該傳感器佩戴舒適，并且可以無創(chuàng)、無線地獲取炎癥生物標(biāo)志物信息。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在定制的智能手機(jī)應(yīng)用程序上。正如預(yù)期的那樣，慢性阻塞性肺病患者和新冠病毒感染后患者的 CRP 水平顯著高于健康參與者。研究人員發(fā)現(xiàn)，該傳感器可以準(zhǔn)確檢測(cè)汗液中與血液水平相關(guān)的 CRP 水平。

研究人員表示，他們的研究結(jié)果表明，他們的傳感器可用于無創(chuàng)、家庭監(jiān)測(cè)炎癥性腸病或慢性阻塞性肺病等慢性疾病。更重要的是，他們表示它可以適用于測(cè)試其他痕量水平和疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物。

“這是一個(gè)通用平臺(tái)，可以讓我們監(jiān)測(cè)體液中極低水平的分子，”高說。“我們希望擴(kuò)展這個(gè)平臺(tái)來監(jiān)測(cè)其他臨床相關(guān)的蛋白質(zhì)和激素分子。我們還想看看這是否可以用于慢性病管理。炎癥對(duì)許多患者來說意味著風(fēng)險(xiǎn)。如果能夠在家對(duì)他們進(jìn)行監(jiān)測(cè)，就可以識(shí)別他們的風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)給予治療。”

傳感動(dòng)態(tài)

【中國科學(xué)院過程工程所：開發(fā)出鄰域納米結(jié)構(gòu)生物傳感膜】

葡萄糖檢測(cè)和實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)于糖尿病等疾病的診斷和預(yù)防以及制糖和發(fā)酵過程中的可控生產(chǎn)至關(guān)重要。在這一過程中，以葡萄糖氧化酶（Gox）、普魯士藍(lán)（PB）、電極為核心的葡萄糖生物傳感設(shè)備頗具前景。近日，中國科學(xué)院過程工程研究所生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出具有鄰域納米結(jié)構(gòu)的新型三維（3D）介孔生物傳感膜，提高了葡萄糖生物傳感設(shè)備中傳感區(qū)域面積、PB利用率以及底物對(duì)傳感區(qū)域可及性，具有優(yōu)異的靈敏度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced?Functional Materials）上。

由于PB形成速率快且極易團(tuán)聚，使其在電極上的合成和分布難以控制，導(dǎo)致PB高密度無序堆積，形成傳感區(qū)域面積小、PB利用率低且空間位阻大的逐層分布傳感結(jié)構(gòu)，同時(shí)傳感靈敏度低且穩(wěn)定性差。

針對(duì)上述問題，萬印華團(tuán)隊(duì)以單寧酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷-鐵（TA-APTES-Fe）三元涂層作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，調(diào)控PB的固定化位置和組裝速率，分別通過配位和共價(jià)作用將PB和GOx相鄰固定在3D介孔碳納米管（CNTs）膜電極中，制備出具有鄰域納米結(jié)構(gòu)的介孔生物傳感膜。與逐層縱向分布的生物傳感器相比，新型傳感膜將傳感區(qū)域從2D平面擴(kuò)展到3D介孔膜電極中，從而提高了PB的利用率以及葡萄糖和過氧化氫（H2O2）對(duì)傳感區(qū)域的可及性。同時(shí)，這一結(jié)構(gòu)拉近了級(jí)聯(lián)傳感單元間的距離，進(jìn)而縮短H2O2到達(dá)傳感界面的擴(kuò)散距離，有效抑制H2O2向主體溶液中的擴(kuò)散，降低其無效耗散。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在流通模式下，新型傳感膜的靈敏度達(dá)31.2 μA mM-1，可穩(wěn)定連續(xù)監(jiān)測(cè)蔗汁中的葡萄糖濃度長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)無電流響應(yīng)漂移。

針對(duì)生物傳感器污染問題，該團(tuán)隊(duì)基于PB的pH響應(yīng)多酶活性，提出了利用GOx-PB級(jí)聯(lián)反應(yīng)依次產(chǎn)生微氣泡和芬頓氧化來模擬“疏松-降解”膜清潔過程。原位產(chǎn)生的微氣泡帶來的剪切作用有助于疏松膜表面污染層，增加自由基對(duì)污染物的可及性，實(shí)現(xiàn)被污染的生物傳感膜的自清潔。

【武漢神動(dòng)：慷慨投資設(shè)備和技術(shù)，“煉好”汽車傳感器的“瓷器活”】

武漢神動(dòng)汽車電子電器股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“武漢神動(dòng)公司”）近3年技術(shù)改造投入資金累計(jì)已超過公司一年的總產(chǎn)值。近日，武漢神動(dòng)公司董事長(zhǎng)劉慧琳接受長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)《在場(chǎng)》欄目專訪時(shí)表示，學(xué)習(xí)貫徹***總書記重要講話精神，手里沒有“金剛鉆”就做不好汽車傳感器這個(gè)“瓷器活”，要想有自己的糧食首先要種好自己家的地。

公司大門其貌不揚(yáng)

慷慨投資技術(shù)裝備

汽車傳感器是汽車的神經(jīng)末梢，感知傳遞溫度、濕度、壓力等信息，要求的精準(zhǔn)度極高，可謂“差之毫厘，謬以千里”。世界汽車零部件巨頭憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期占據(jù)著汽車傳感器市場(chǎng)。

近年來，我國汽車傳感器市場(chǎng)仍在高速增長(zhǎng)，國產(chǎn)傳感器的突圍正在顯現(xiàn)，武漢神動(dòng)公司就是其中的生動(dòng)案例之一。

6月16日，長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者在武漢神動(dòng)公司壓力傳感器生產(chǎn)車間看到，一名工人在產(chǎn)線入口處放上原材料托盤，機(jī)械手抓取原材料上產(chǎn)線，另一名工人在產(chǎn)線出口處取走批量生產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品。傳感器的關(guān)鍵核心零部件的生產(chǎn)全程“只見機(jī)器轉(zhuǎn)，不見手工動(dòng)”。

這是我國首條實(shí)現(xiàn)全流程智能化生產(chǎn)的陶瓷傳感器生產(chǎn)線。此前，生產(chǎn)480支傳感器需要8人連續(xù)工作10小時(shí)；現(xiàn)在，10小時(shí)可生產(chǎn)2000支，僅有兩人看護(hù)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。

武漢神動(dòng)公司副總經(jīng)理王清海說，持續(xù)投入產(chǎn)線智能化升級(jí)，絕不僅僅是為了省人力、提產(chǎn)能，關(guān)鍵是產(chǎn)品精度從2%提升到了5‰，遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！爱a(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力大幅提升，帶來公司業(yè)務(wù)的擴(kuò)張?！?/p>

武漢神動(dòng)公司的大門在武漢經(jīng)開區(qū)人工智能產(chǎn)業(yè)園里并不顯眼，但是，對(duì)于投資關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)研發(fā)，該公司極為慷慨，每年都是數(shù)千萬元。

陶瓷電容芯片生產(chǎn)線是武漢神動(dòng)公司自主研發(fā)的國內(nèi)首臺(tái)套設(shè)備。8位工程師歷時(shí)一年研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了陶瓷傳感器的生產(chǎn)工藝在一條產(chǎn)線上全自動(dòng)完成，一舉填補(bǔ)了行業(yè)空白。

一條產(chǎn)線能夠生產(chǎn)70多款不同類型高溫傳感器，交付周期從7天縮短到兩天半。記者在武漢神動(dòng)公司高溫傳感器生產(chǎn)車間里看到，生產(chǎn)線的零件竟然是用磁懸浮軌道傳送的?！按艖腋≤壍赖耐度腚m然更大，但穩(wěn)定性更高、速度更快，產(chǎn)品品質(zhì)得到大幅提升?！爆F(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹，根據(jù)預(yù)定程序，零件可以在軌道任意節(jié)點(diǎn)?？?，更加靈活。

看好行業(yè)未來

新廠開工一年后建成

全廠員工121名，研發(fā)人員41名，產(chǎn)線工人27名，從武漢神動(dòng)公司人員結(jié)構(gòu)就可看出競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。經(jīng)過新一輪技術(shù)改造后，該公司目前滿產(chǎn)可達(dá)8億元產(chǎn)能。“企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)必須要有好產(chǎn)品，要有好產(chǎn)品就必須要有好技術(shù)和裝備。我們公司的王牌就是做出行業(yè)領(lǐng)先的好產(chǎn)品?！眲⒒哿照f。

武漢神動(dòng)公司近年來產(chǎn)值沒有大幅增長(zhǎng)，但仍然大幅增加產(chǎn)線投資，提升技術(shù)實(shí)力。為何逆勢(shì)追加投資？劉慧琳直言不諱，中國汽車傳感器前裝市場(chǎng)一直由國外企業(yè)主導(dǎo)，近年來才有國內(nèi)極少數(shù)企業(yè)在局部實(shí)現(xiàn)突破，智能汽車時(shí)代的到來也是傳感器需求倍增的開始。武漢神動(dòng)公司在技術(shù)領(lǐng)域追加投資，就是堅(jiān)定看好行業(yè)的發(fā)展。

“機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人?！边@句老話在武漢神動(dòng)公司再次得到驗(yàn)證。投資技術(shù)帶來的不僅是效益，武漢神動(dòng)公司生產(chǎn)的傳感器已覆蓋我國80%的商用汽車。近年來，由于對(duì)技術(shù)和裝備的大力投入，該公司生產(chǎn)的傳感器得以進(jìn)入比亞迪等多家國產(chǎn)乘用車采購體系。

市場(chǎng)規(guī)模足夠大，并且在高速增長(zhǎng)，這給了國產(chǎn)傳感器崛起的空間。劉慧琳說，汽車產(chǎn)業(yè)是工業(yè)技術(shù)的集大成者，進(jìn)入門檻高，而傳感器更是汽車產(chǎn)業(yè)鏈里的“高精尖”，國內(nèi)傳感器生產(chǎn)企業(yè)都在加大投入，搶抓我國汽車傳感器崛起的機(jī)遇。

“國產(chǎn)傳感器出現(xiàn)之前，市場(chǎng)定價(jià)權(quán)被國外企業(yè)主導(dǎo)。國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)后，現(xiàn)在的價(jià)格幾乎透明?！眲⒒哿照f，傳感器是智能駕駛的底層，以前一輛燃油乘用車有100多個(gè)傳感器，現(xiàn)在以智能駕駛為主打的新能源汽車用到的傳感器超過300個(gè)。我國智能駕駛要實(shí)現(xiàn)自主安全可控，汽車傳感器自主研發(fā)和生產(chǎn)是基礎(chǔ)。

對(duì)技術(shù)的鍥而不舍讓武漢神動(dòng)公司早在兩年前就成為國家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)。目前，在武漢經(jīng)開區(qū)，武漢神動(dòng)公司的新工廠已開工，一年后可建成。

【工信部：加快關(guān)鍵芯片、高精度傳感器等研發(fā)和推廣】

近日，工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)辛國斌在新聞發(fā)布會(huì)上就汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展表示，相比電動(dòng)化，汽車網(wǎng)聯(lián)化、智能化變革涉及的領(lǐng)域更多，程度也更深，可以想像的空間也更大。

創(chuàng)新是第一生產(chǎn)力，辛國斌指出，下一步，新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展部際協(xié)調(diào)機(jī)制各成員單位將重點(diǎn)開展以下幾個(gè)方面工作：

一是支持關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。支持重點(diǎn)大企業(yè)牽頭，大中小企業(yè)參與，開展跨行業(yè)跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新。創(chuàng)新是第一生產(chǎn)力，要加快關(guān)鍵芯片、高精度傳感器、操作系統(tǒng)等新技術(shù)新產(chǎn)品的研發(fā)和推廣應(yīng)用，進(jìn)一步提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展內(nèi)生動(dòng)力。

二是進(jìn)一步完善網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施。加快C-V2X、路側(cè)感知、邊緣計(jì)算等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立基于邊緣云、區(qū)域云和中心云三級(jí)架構(gòu)的云控基礎(chǔ)平臺(tái)，形成統(tǒng)一的接口、數(shù)據(jù)和通信標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)感知、云端計(jì)算能力。

三是深化測(cè)試示范應(yīng)用。啟動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn)，組織開展城市級(jí)“車路云一體化”示范應(yīng)用，支持有條件的自動(dòng)駕駛，這里指的是L3級(jí)及更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能商業(yè)化應(yīng)用。

此前，辛國斌曾強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，建立新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展部際協(xié)調(diào)機(jī)制，統(tǒng)籌推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展全局性工作；強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，支持產(chǎn)學(xué)研用深度合作，開展車用芯片、固態(tài)電池、操作系統(tǒng)、高精度傳感器等技術(shù)攻關(guān)；完善政策體系，推動(dòng)研究并盡快明確2023年后車購稅減免政策，制定加快充換電建設(shè)、公共領(lǐng)域新能源汽車推廣應(yīng)用等支持政策；深化國際合作，加快規(guī)則對(duì)接和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，建設(shè)海外政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等信息共享服務(wù)平臺(tái)，營造市場(chǎng)化、法治化、國際化營商環(huán)境。

【高華科技：SOI原理MEMS芯片正進(jìn)行初樣驗(yàn)證，準(zhǔn)備于年底實(shí)現(xiàn)小批量試制】

高華科技6月26日披露投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表顯示，公司自研芯片的設(shè)計(jì)，但不進(jìn)行晶圓制造，全部自研芯片用于自身產(chǎn)品研發(fā)及制造，不以芯片形式對(duì)外直接銷售。

截止目前，公司自研的擴(kuò)散硅原理MEMS芯片已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；SOI原理MEMS芯片正在進(jìn)行初樣驗(yàn)證，并準(zhǔn)備于2023年底實(shí)現(xiàn)小批量試制，研發(fā)進(jìn)展總體較為順利。

南京高華科技有限公司是以研制高可靠MEMS傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感工程的江蘇省高新技術(shù)企業(yè)，是江蘇省新型感知器件聯(lián)盟、江蘇省傳感（物聯(lián)）網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)起單位之一?！?85、211高?！钡冉⒘司o密的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，尤其擅長(zhǎng)奇、新、特及耐高溫、高可靠、智能化等傳感器/變送器的研制和規(guī)?；a(chǎn)，擁有眾多發(fā)明技術(shù)專利；承擔(dān)了多項(xiàng)科研課題項(xiàng)目，完成率達(dá)100%，深得國內(nèi)外同行和權(quán)威機(jī)構(gòu)的關(guān)注和好評(píng)。

主要產(chǎn)品系列有：壓力、溫度、濕度、位移、轉(zhuǎn)速、力、位置等傳感器及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

【村田制作所計(jì)劃將硅電容器產(chǎn)能提高兩倍：總投資 100 億日元，有望用于智能手機(jī)】

6 月 26 日消息，日本電容器（MLCC）大廠村田制作所近日宣布，計(jì)劃到 2028 年，對(duì)日本國內(nèi)的金澤村田制作所、仙臺(tái)村田制作所和芬蘭子公司合計(jì)投資約 100 億日元，將硅電容器產(chǎn)能提高兩倍。

目前，硅電容器的應(yīng)用僅限于醫(yī)療設(shè)備，但未來有望擴(kuò)展到智能手機(jī)和服務(wù)器等應(yīng)用，村田制作所希望通過投資和增產(chǎn)及時(shí)捕獲更多市場(chǎng)需求。

硅電容器采用半導(dǎo)體制造工藝制作，其介電層為穩(wěn)定性更好的硅材料。與當(dāng)前的主流電容器相比，硅電容器有著更好的電容密度、可靠性、高頻特性等優(yōu)勢(shì)，老化時(shí)間可長(zhǎng)達(dá) 10 年，其額定溫度甚至可高達(dá) 250℃，在惡劣環(huán)境下有著更好的表現(xiàn)。

不過，目前硅電容器的價(jià)格是普通 MLCC 的幾十倍，因此其應(yīng)用范圍集中于高附加值、對(duì)成本不敏感的尖端醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。但考慮到硅電容器在輕薄方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于內(nèi)部空間越來越捉襟見肘的智能手機(jī)而言，硅電容器也是相當(dāng)不錯(cuò)的選擇。村田制作所的硅電容器厚度可低至 0.05 毫米。

今年 3 月，村田制作所曾宣布將于 2024 年之前向法國子公司投資約 5000 萬歐元（當(dāng)前約 3.92 億元人民幣）以增加硅電容器的產(chǎn)能。此次村田制作所的投資計(jì)劃，將在兩家日本工廠和芬蘭子公司建立相同的生產(chǎn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全球化的硅電容器供應(yīng)。

審核編輯黃宇