光学纳米传感器是基于纳米光子学打造的纳米传感器
英国卡罗林斯卡学院的一位科学家发表了一篇论文,解释说,一种新的纳米传感器可以在5分钟内用杀虫剂检测水果的存在。
目前,中国对水果和蔬菜进行农药检测有两种基本方法:一是国家食品药品监督管理局;另一个是第三方检测机构。相对而言,不需要测试,因为测试过程仍然相对复杂。
卡罗林斯卡研究所的研究人员说,报告显示,欧盟销售的一半以上的水果含有农药残留,这将危害人们的健康。目前,农药检测技术更加复杂。为了克服这个问题,我们开发了一种廉价的纳米传感器,可以重复使用,以检测水果中的农药残留。
SERS是一种强大的表面传感技术BD244C,因此它们创建了一个SERS纳米传感器,用于将银纳米颗粒的小液滴输送到玻璃表面。SERS是一种强大的表面传感技术,可以通过火焰气溶胶沉积一步法快速制造SERS薄膜。传感器的灵敏度通过调整单个银纳米颗粒之间的距离来保证,然后在几分钟内检测到低浓度的硫磷乙基,这是一种有毒的杀虫剂。
卡罗林斯卡研究所的研究人员表示,SERS纳米传感器是一种廉价的可重复使用的传感器,可以推广用于检测水果和蔬菜中农药残留的传感器。
目前,随着纳米技术和传感器制造技术的日益成熟,纳米传感器已经逐渐与市场应用相结合,而不仅仅是在学术研究阶段。接下来,让我们来看看这个行业的发展。
纳米传感器简析。
纳米传感器是一种用于测量物理量并将其转换为可检测和分析信号的纳米级设备。正如卡罗林斯卡研究所的研究团队所做的那样,纳米传感器实际上是基于纳米材料制造的。与传统材料制造的传感器相比,纳米传感器具有许多突出的优点,包括更高的特异性、更高的灵敏度、更快的反应时间和更高的测量通量。此外,如果成功开发纳米传感器,它通常具有更好的性价比。对于检测和应用的纳米传感器,传统传感器很难实现实时性。
目前,从产品类型来看分为光学纳米传感器、电化学纳米传感器、电磁纳米传感器三大类。
光学纳米传感器是一种基于纳米光子学的纳米传感器。其原理一般是纳米物体与光在标准尺之间的相互作用。据报道,清华大学校友、纽约州立大学布法罗分校电气工程系教授刘强和他的团队发表了一篇题为高性能SEIRA传感器基于液态金属的纳米光子学结构》的论文,这是一种光学纳米传感器,可用于医疗诊断、健康监测等领域。
电化学纳米传感器背后的逻辑是检测由散射变化或电荷流子耗尽或积累引起的电阻变化。事实上,我们也可以理解,电化学纳米传感器是纳米材料与传统电化学传感器的有机结合。基于纳米材料的电化学传感器体积小,速度快,灵敏度高,工业过程控制、临床医学检查、环境检测、化学药品安全评价、食品药品等领域可靠性好。
电磁纳米传感器一般是指在纳米材料上实现磁性,然后制成传感器。2020年,美国国家标准与技术研究所的研究人员表示,他们正在准备一个纳米级超灵敏温度传感器阵列,该阵列可以嵌入其他材料中,这是第一步。
纳米传感器在应用方面仍处于初级阶段,包括食品检测、农药检测、环境改善、水质监测等。
其中,电化学纳米传感器在食品检测领域具有最大的潜力。传统的食品检测也是基于化学传感器。一个更受欢迎的名字是电子鼻子。这是一个气体传感器。它可以快速提供被测试样品的整体信息,并使用特定的传感器和模具有特定的传感器和模式识别系统。它可以分析食品样品中的气味,并获得与人们的感官评价一致的结果。通过纳米材料改进传感器膜后,可以实现更快、更准确的检测,特别是进一步屏蔽环境干扰因素。例如,卡罗林斯卡研究所的研究人员通过金属纳米颗粒检测有毒物质。
在一般医学检测领域,光学纳米传感器可以提高医学检测、基因检测和疾病治疗的效果。其原理与食品安全检测是相互关联的。通过纳米传感器,可以提高检测的效率和准确性。在疾病治疗方面,光学遗传技术和光学纳米传感器在疾病治疗中具有重要的应用前景,为帕金森病、慢性疼痛、视力损害等疾病提供了新的思路。瑞士洛桑联邦理工学院去年还提出了一种新的纳米光生物传感器,用于检测癌症。
此外,纳米传感器在军工领域也有着重要的应用和广阔的发展前景。虽然目前的行业新闻仍以学术性为主,但纳米传感器实际上已经形成了一定规模的市场。据QYR统计,2021年全球纳米传感器市场达到1.5亿美元,预计2028年达到7.3亿美元,年复合增长率达到25.2%。
动态中国纳米传感器。
目前,中国也在纳米传感器方面携手并进。在研究方面,深圳大学、青岛大学、中国科学院大学等大学正在研究纳米传感器。
中国科学院苏州纳米研究所是生产与研究的结合。通过前沿学科的交叉,中国科学院苏州纳米研究所将纳米技术与信息科学、生命科学和物理化学相结合,实现了从微电子技术到纳米电子技术的无缝过渡,开发了智能微医学诊断技术和微治疗技术。根据公众信息,中国科学院苏州纳米研究所有五个支持平台:纳米设备研究、先进材料研究、纳米生物医学研究、创新实验室、轻量级实验室、辅助纳米加工平台、测试分析平台、纳米生化平台、纳米真空互联实验平台、智能安全技术研究应用中心,是纳米传感器开发的肥沃土壤。
在苏州生物纳米纳米园区有数百家相关企业,纳米传感器也是生物纳米研发的重要组成部分。据苏州纳米城官方消息,苏州工业园区是全球纳米技术产业的八个集群之一,拥有700多家纳米技术企业。
综上所述,目前国内纳米传感器发展良好,未来可期。