傳感新品

【南科大/港科大：全印刷的超高靈敏及穩(wěn)定性的多模態(tài)生物傳感器陣列，用于皮上汗液代謝分析】

電化學生物傳感器已成為通過非侵入性汗液分析來跟蹤人體生理動態(tài)的有前途的工具。然而，以高度可控和方式集成多路傳感器以實現(xiàn)長期可靠的生物傳感，仍然是關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

為了解決這一問題，南方科技大學林苑菁助理教授聯(lián)合香港科技大學范智勇教授團隊開發(fā)了一種基于完全噴墨打印的可穿戴柔性集成系統(tǒng)，實現(xiàn)超高靈敏及穩(wěn)定性的多模態(tài)生物傳感陣列。該方法充分優(yōu)化了噴墨打印的墨水配方，以確保器件良率，并精確優(yōu)化活性層厚度。值得關(guān)注的是，液滴輔助工藝可以在層之間產(chǎn)生無縫且均勻的滲透型界面，從而極大提高傳感器功能材料層之間的機械穩(wěn)定性和電子傳輸。打印的葡萄糖和酒精傳感器的靈敏度分別達到 313.28 μA m M - 1 cm -2和 0.87 μA m M -1 cm -2，并可實現(xiàn)長達30小時的連續(xù)汗液監(jiān)測，是目前基于噴墨打印的酶基傳感器最優(yōu)的性能之一。此外，陣列中引入酸堿性（pH）與溫度校準，提高汗液成分分析的準確性。

圖1. 用于多模態(tài)皮上汗液分析的全打印集成系統(tǒng)示意圖與實物圖

【打印材料和打印層的合成和優(yōu)化】

作者對合成的微納米材料復合墨水的進行了優(yōu)化，包括Ag、Au、PB、PANI、Graphene、GO X、AO X、PVB、Nafion和UV epoxy油墨，以滿足噴墨打印的表面張力和粘度等方面的要求?？梢杂^察到材料沉積的均勻性和獨特的滲透型界面。

圖2. 用于傳感器制造的噴墨印刷油墨的表征

【傳感器陣列系統(tǒng)的優(yōu)化和表征】

為了在最小漂移的情況下實現(xiàn)超高靈敏度和穩(wěn)定性，可打印材料的載量經(jīng)過仔細優(yōu)化。葡萄糖傳感器的提取靈敏度在20–200 μM的線性響應范圍內(nèi)達到313.28 μA m M ?1 cm ?2，滿足了汗液血糖監(jiān)測的要求。酒精傳感器在 5–30 mM范圍內(nèi)提供 0.87 μA mM ?1 cm ?2的最佳靈敏度。同時，葡萄糖與酒精傳感器均表現(xiàn)出良好的選擇性。由于葡萄糖與酒精氧化酶活性會受到pH和溫度的影響，因此對不同溫度和不同pH下對傳感器性能進行系統(tǒng)研究，以方便陣列內(nèi)生物信號校準。用 PANI 納米線和石墨烯量子點修飾的高選擇性pH 傳感器在人體汗液 pH 范圍中表現(xiàn)出71.125 mV/ decade 的靈敏度, 同時溫度傳感器的靈敏度為1.098 Ω °C ?1。高可控性的噴墨打印工藝還極大保證了傳感器陣列的性能一致性。

此外，傳感器陣列具有極高的機械穩(wěn)定性及電化學穩(wěn)定性使用重復彎曲和粘附測試來測試噴墨印刷傳感器的機械穩(wěn)定性。經(jīng)過500次135°彎曲后，機械應力對傳感器分析性能的干擾小于3%。傳感器可實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測不同濃度的人工汗液長達30小時，葡萄糖、酒精和pH傳感器的信號漂移約約為0.08 μA h ?1、0.06 μA h ?1和0.09 mV h ?1。

圖3. 全印刷多路傳感器的實驗特性，包括傳感器靈敏度，選擇性，以及酶基傳感器對pH 值和溫度變化的相關(guān)性

圖4. 全印刷柔性傳感器陣列的再現(xiàn)性、可彎曲性和穩(wěn)定性評估

【 傳感器系統(tǒng)的可靠性驗證與原位汗液監(jiān)測】

為了評估了集成傳感器系統(tǒng)消除傳感器串擾的能力，采用人工汗液(含有NCl、NH 4 Cl、KCl, Urea的PBS溶液)進行不同濃度與pH測試，結(jié)果顯示從傳感器陣列獲得的測試值與單個傳感器獲得的測試值具有高度一致性。另外，在真實汗液樣本中，陣列內(nèi)生物信號校準的準確度超過 98%，表明噴墨打印傳感器系統(tǒng)的可靠性。

圖5. 使用人工汗液與真實汗液對系統(tǒng)進行可靠性評估

系統(tǒng)隨后被應用于可穿戴原位汗液監(jiān)測。對兩名受試者進行飲食后（包含飲用可樂及飲酒），汗液葡萄糖、酒精、pH和表皮溫度進行實時監(jiān)測。結(jié)果表明汗液中的葡萄糖和酒精會受到攝入量的顯著影響。

圖6. 使用傳感器系統(tǒng)進行體內(nèi)實時表皮汗液分析與手機用戶界面

傳感動態(tài)

【5億元賦能新質(zhì)生產(chǎn)力！煙臺智能感知技術(shù)基金落戶黃渤海新區(qū)】

煙臺黃渤海新區(qū)產(chǎn)業(yè)投資基金體系又增添新力量。近日，煙臺智能感知技術(shù)基金在黃渤海新區(qū)完成注冊，未來將重點助力新區(qū)新一代信息技術(shù)、半導體等產(chǎn)業(yè)鏈式布局、集群發(fā)展。

據(jù)了解，該基金采取有限合伙模式，基金總規(guī)模5億元，主要投向智能感知技術(shù)、光電傳感及新材料等領域，由信熹資本作為普通合伙人和基金管理人主導基金運作管理，睿創(chuàng)微納、業(yè)達經(jīng)發(fā)集團和業(yè)達城發(fā)集團作為有限合伙人參與出資組建，其中業(yè)達經(jīng)發(fā)集團認繳出資5000萬元。

“通過參與組建感知基金，依托黃渤海新區(qū)鏈主企業(yè)睿創(chuàng)微納的技術(shù)、資源優(yōu)勢以及‘硬科技狙擊手’信熹資本的硬科技投資經(jīng)驗優(yōu)勢，我們一方面可招引培育智能感知技術(shù)、光電傳感及新材料相關(guān)領域優(yōu)質(zhì)企業(yè)落戶光電傳感產(chǎn)業(yè)園，助力自有園區(qū)招商運營，促進國有資產(chǎn)保值增值；另一方面可以推動新區(qū)光電傳感產(chǎn)業(yè)建鏈、延鏈、補鏈、強鏈，助力全區(qū)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展?！睒I(yè)達經(jīng)發(fā)集團相關(guān)負責人表示。

現(xiàn)代金融服務體系是賦能實體經(jīng)濟的關(guān)鍵支撐。近年來，黃渤海新區(qū)充分發(fā)揮金融乘數(shù)效應，積極應對結(jié)構(gòu)優(yōu)化、轉(zhuǎn)調(diào)升級等現(xiàn)實需求，創(chuàng)新推出一系列金融服務產(chǎn)品，推動高端化工及新材料、汽車及新能源、新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、生物醫(yī)藥五大主導產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快培育新型儲能、半導體等新興產(chǎn)業(yè)。煙臺智能感知技術(shù)基金的落戶就是這一發(fā)展思路的直觀體現(xiàn)。

“智能感知技術(shù)基金的組建，立足黃渤海新區(qū)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，踐行特色園區(qū)配套產(chǎn)業(yè)基金的資本招商新模式，同時也充分體現(xiàn)了國有資本的引領帶動作用，是金融賦能實體經(jīng)濟的一次積極探索。下一步，我們將持續(xù)聚焦企業(yè)發(fā)展和項目建設需求，重點圍繞‘投、貸、保及上市’四方面強化金融賦能，更加精準高效護航實體經(jīng)濟。”黃渤海新區(qū)財政金融局相關(guān)負責人表示。

【突發(fā)！SK海力士重組中國業(yè)務！擬將業(yè)務重心轉(zhuǎn)移到無錫】

最新消息，據(jù)多家國內(nèi)外媒體報道，韓國最大的半導體公司之一SK海力士正在重組其在中國的業(yè)務。

該公司計劃關(guān)閉成立于2006年的上海公司，將重點轉(zhuǎn)移到其半導體制造工廠所在地無錫，作為其在中國的新業(yè)務中心。

根據(jù)SK海力士3月17日發(fā)布的2023年審計報告，該公司自2023年第四季度起就開始清算其上海公司。其上海銷售公司自2006年成立以來已運營17年。

資料顯示，SK海力士在中國有三家工廠，包括無錫DRAM廠、大連NAND閃存廠和重慶封裝廠。

據(jù)悉，在無錫的生產(chǎn)和銷售公司已成為SK海力士在中國的業(yè)務中心，上海公司的銷售額持續(xù)下降。由于上海和無錫的地理位置相近，而且SK海力士的中國業(yè)務中心已轉(zhuǎn)移到無錫，因此該公司決定清算上海銷售公司，以提高效率。

此外，SK海力士希望通過對重要性相對較低的銷售公司進行先期重組，以降低風險。

【濰坊以歌爾為龍頭，集聚元宇宙領域企業(yè)160余家】

在濰坊，“元宇宙”被運用在多種場景：濰坊世界風箏博物館的XR數(shù)字體驗空間里，市民沉浸式體驗濰坊風箏文化；濰柴數(shù)字孿生平臺上，一臺臺組裝好的發(fā)動機魚貫下線，各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)實分毫不差；VR首飾選型、AR遠程協(xié)同讓用戶無須前往金店，在線上可試戴黃金首飾……

元宇宙時代，企業(yè)如何借智借力？近日，中國鋁業(yè)2000噸的煅燒石油焦訂單，由注冊地在濰坊濱海區(qū)的焦易網(wǎng)負責完成交付，這筆訂單的加工生產(chǎn)則委托給位于臨沂的山東凱隆炭素科技有限公司完成，交易方無須見面，在數(shù)字孿生工廠云端即可監(jiān)督訂單去料加工全過程。

焦易網(wǎng)是一家炭素新材料綜合供應鏈平臺，借助元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展東風，為21家企業(yè)打造起數(shù)字孿生工廠，實現(xiàn)沉浸式遠程驗廠驗貨。“我們目前在線注冊會員達到1600家，通過挖掘數(shù)據(jù)價值，打造炭素‘云產(chǎn)業(yè)園’?！鄙綎|焦易網(wǎng)數(shù)字科技股份有限公司副總經(jīng)理高翠告訴記者。

焦易網(wǎng)起初只是一家交易平臺，營收主要靠線上服務。為企業(yè)搭建數(shù)字孿生工廠的初衷，是焦易網(wǎng)2021年幫企業(yè)解決新冠疫情期間國內(nèi)外客戶無法驗廠問題時想到的。數(shù)字孿生工廠不僅能實現(xiàn)遠程自有訂單去料加工過程監(jiān)督，還能為銀行信貸提供依據(jù)，甫一推出便在行業(yè)內(nèi)火了起來。

利用數(shù)字孿生工廠的優(yōu)勢和龐大的資源，焦易網(wǎng)緊抓機遇，實現(xiàn)自己接單，從上游買來原材料，再委托企業(yè)生產(chǎn)。2021年焦易網(wǎng)實現(xiàn)營收5600萬元，2023年達到11.9億元。短短三年，營收增長超20倍。

在濰坊，元宇宙在工業(yè)、文旅、教育、消費等領域的應用正加快滲透，歌爾智慧園區(qū)安全應急管理、元宇宙智慧社區(qū)云屏計劃等12個項目入選山東省2023年度虛擬現(xiàn)實先鋒應用案例。濰坊市工信局黨組書記、局長董勝勇介紹，該市以應用場景打造為突破點，推動“元宇宙+行業(yè)應用”深度融合，支持企業(yè)研究數(shù)字孿生技術(shù)解決方案，提供更加全面的測量和分析預測能力。

濰坊競逐元宇宙賽道，歌爾是其最大的優(yōu)勢。歌爾集團占據(jù)全球中高端VR頭顯最大的市場份額，圍繞歌爾產(chǎn)業(yè)鏈，濰坊建起元宇宙未來創(chuàng)新谷、聯(lián)東U谷·濰坊元宇宙配套產(chǎn)業(yè)園、坊子區(qū)元宇宙配套產(chǎn)業(yè)園等專業(yè)園區(qū)，制定硬件、軟件、應用、重點企業(yè)4張元宇宙產(chǎn)業(yè)鏈圖譜，沿鏈布局精準招商。

山東格陸博智能裝備有限公司為元宇宙產(chǎn)業(yè)提供VR、AR硬件智能制造設備，是為小型部件“擰螺絲”界的佼佼者。一顆直徑0.8毫米的螺絲，人工擰緊需要10秒鐘，用格陸博的智能螺絲鎖附機只要1.5秒。為了更好融入歌爾供應商本地化戰(zhàn)略，去年年初，格陸博成為首批進駐聯(lián)東U谷·濰坊元宇宙配套產(chǎn)業(yè)園的企業(yè)。

如今，在歌爾的吸引下，濰坊共集聚元宇宙領域企業(yè)160余家，產(chǎn)業(yè)鏈配套越來越完善。單就VR頭顯來說，從透鏡、顯示屏，到天線、麥克風，再到面罩、主板、前面板、金屬背板等關(guān)鍵核心件，在濰坊都能找到生產(chǎn)企業(yè)。2023年，濰坊元宇宙產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入達到1178億元，集群已具規(guī)模。

【國內(nèi)首枚！合肥造量子芯片重大突破】

記者3月19日從合肥中安創(chuàng)谷科技園獲悉，位于該園的合肥硅臻芯片研發(fā)的量子隨機數(shù)發(fā)生器芯片QRNG-10，日前通過了國家密碼管理局商用密碼檢測中心的密碼檢測。

這是國內(nèi)第一枚突破毫米級尺寸的QRNG（量子隨機數(shù)發(fā)生器）芯片，標志此前限制QRNG產(chǎn)業(yè)化應用上的第一道“尺寸關(guān)”得以攻破。商用密碼管理局的認證，更是解決了量子產(chǎn)品商用“無證可依”的尷尬，為走向更廣泛的用戶終端提供了可能。

隨著量子計算的迅速發(fā)展，現(xiàn)有常用的加密方式正在面臨被破解的威脅。量子安全解決方案成為未來應對方案之一。而熵作為密碼學的基石，任何尋求提供最高安全性和最強加密密鑰的設備都必須使用優(yōu)質(zhì)的熵源。本次硅臻QRNG-10通過了國家密碼管理局商用密碼檢測中心的密碼檢測，是全國首顆通過該標準檢測的毫米級量子芯片，為產(chǎn)業(yè)化應用提供了有證可依的真量子熵源。

近年來，硅臻芯片抓住光量子集成芯片方向，始終錨定關(guān)鍵量子器件芯片化目標。量子隨機數(shù)發(fā)生器芯片，就是該公司的代表性產(chǎn)品之一。硅臻芯片新近與國芯科技共建的智能終端量子安全芯片聯(lián)合實驗室，圍繞此商用量子隨機數(shù)發(fā)生器芯片和傳統(tǒng)芯片、智能終端行業(yè)的有機結(jié)合，開發(fā)適于“量產(chǎn)”的量子安全智能終端可用芯片及設備。據(jù)悉，硅臻4×4mm、5×5mmQRNG芯片已開始陸續(xù)投入量產(chǎn)，預計今年上半年會全面推向市場。

【熱敏電阻的主要特點及工作原理】

1什么是熱敏電阻？

熱敏電阻是敏感元件的一類，熱敏電阻的電阻值會隨著溫度的變化而改變，與一般的固定電阻不同，屬于可變電阻的一類，廣泛應用于各種電子元器件中。不同于電阻溫度計使用純金屬，在熱敏電阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物。正溫度系數(shù)熱敏電阻器在溫度越高時電阻值越大，負溫度系數(shù)熱敏電阻器在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導體器件。熱敏電阻通常在有限的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)較高的精度，通常是-90℃？130℃。

熱敏電阻結(jié)構(gòu)示意圖

2熱敏電阻主要特點

①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；

②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前可達到2000℃），低溫器件適用于-273℃～-55℃；

③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；

④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；

⑤易加工成復雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；

⑥穩(wěn)定性好、過載能力強。

3熱敏電阻工作原理

熱敏電阻是一種傳感器電阻，熱敏電阻的電阻值，隨著溫度的變化而改變，與一般的固定電阻不同。金屬的電阻值隨植度的升高而增大，但半導體則相反，它的電阻值隨溫度的升高而急劇減小，并呈現(xiàn)非線性，如下圖所示。

由圖可知，在溫度變化相同時，熱敏電阻器的阻值變化約為鉛熱電阻的10倍，因此可以說，熱敏電阻器對溫度的變化特別敏感。半導體的這種溫度特性。是因為半導體的導電方式是載流子（電子、空穴）導電。由于半導體中載流子的數(shù)目遠比金屬中的自由電子少得多，所以它的電阻率很大。隨著溫度的升高，半導體中參加導電的載流子數(shù)目就會增多，故半導體導電率就增加，它的電阻率也就降低了。

熱敏電阻器正是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化這一特性制成的熱敏元件。它是由某些金屬氧化物按不同的配方制成的。在一定的溫度范圍內(nèi)，根據(jù)測量熱敏電阻阻值的變化，便可知被測介質(zhì)的溫度變化。

將熱敏電阻安裝在電路中使用時，熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時，動作時間隨著電流的增加而急劇縮短；熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。當電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過；而當電路因故障而出現(xiàn)過電流時，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導致溫度上升，當溫度超過開關(guān)溫度時，電阻瞬間會劇增，回路中的電流迅速減小到安全值。

審核編輯 黃宇