美国研究人员开发了一种用于环境和人类健康监测的高灵敏度、可穿戴式气体传感器，可能很快就会投入商业使用。
该设备由宾夕法尼亚州立大学(Penn State)和东北大学(Northeastern University)的一个团队开发，据称改进了现有的可穿戴传感器，因为它使用了一种自加热机制，提高了灵敏度，并允许快速回收和重用设备。这种类型的其他设备需要外部加热器，并在洁净室条件下用昂贵和耗时的光刻工艺制造。
宾夕法尼亚州立大学工程科学、力学和材料科学与工程助理教授程焕宇说:“人们喜欢使用纳米材料进行传感，因为纳米材料的巨大表面体积比使其高度敏感。”“问题是这种纳米材料不是我们可以轻易用电线连接起来接收信号的东西，这就需要……指间电极，就像你手上的手指。”
Cheng和他的团队使用激光在高多孔的纳米材料单线上绘制图案，用于传感器检测气体、生物分子，以及未来的化学物质。在设备的非传感部分，该团队创造了镀银的蛇形线。当他们对银施加电流时，由于明显较大的电阻，气体传感区域局部加热，这就不需要单独的加热器。此外，蛇形线允许设备拉伸，允许它调整身体的弯曲，以适应可穿戴传感器。
该研究中使用的纳米材料是还原氧化石墨烯和二硫化钼，或两者的组合;或者是一种由氧化锌芯和氧化铜壳组成的金属氧化物复合材料，代表了应用广泛的两类气体传感器材料，即低维和金属氧化物纳米材料。
Cheng在一份声明中说:“使用机械车间常见的二氧化碳激光器，我们可以很容易地在我们的平台上制造多个传感器。”“我们计划安装几十到100个传感器，每个传感器都可以选择一个不同的分子，就像电子鼻一样，来解码复杂混合物中的多个组件。”
据研究人员称，美国国防威胁减少局对这种可穿戴传感器感兴趣，以检测可能损害神经或肺部的化学和生物制剂。一家医疗设备公司也在与该团队合作，扩大患者健康监测的生产规模，包括从人体检测气体生物标志物和环境检测可能影响肺部的污染物。
宁毅是陈博士实验室的一名博士生，也是发表在《中国日报》网站上的这篇论文的联合首席作者材料化学学报A他说:“在这篇论文中，我们展示了我们可以检测到由车辆排放产生的二氧化氮。我们还可以检测到二氧化硫，它和二氧化氮一起导致酸雨。所有这些气体都可能成为工业安全问题。”
研究人员说，他们的下一步是制造高密度阵列，并尝试一些想法来改善信号，使传感器更具选择性。这可能涉及到使用机器学习来识别高灵敏度传感器平台上单个分子的不同信号。
