UMass Amherst研究人员开发了超灵敏流量微传感器

根据《自然通讯》最近发表的最新研究，麻省大学阿默斯特分校的一组科学家开发了最薄，最灵敏的流量传感器，这可能对医学研究和应用产生重大影响。

该研究由机械和工业工程学助理教授Jinglei Ping以及三位机械工程学博士领导。学生：制作传感器并进行测量的张晓宇，埃里克·基亚(Eric Chia)和小凡。这些发现为未来在研究超低流量生命现象的全电子，体内流量监测方面的研究铺平了道路，而超低流量生命现象尚未在代谢过程，视网膜血液流变学和神经科学领域进行研究。

流量传感器，也称为流量计，是用于测量液体或气体流速的设备。生物流体流动的速度是关键的生理参数，但是现有的流量传感器要么体积庞大，要么缺乏精度和稳定性。UMass Amherst团队开发的新型流量传感器基于石墨烯，石墨烯是排列在蜂窝晶格中的单层碳原子，用于从连续的水流中吸取电荷。这种现象提供了一种有效的流量感应策略，该策略可以自行供电，并且可以提供比其他电气方法高数百倍的关键性能指标。石墨烯流量传感器可以检测到每秒低至每秒微米的流量，即每小时少于4毫米，并具有区分毛细管中血流最小变化的潜力。

Ping说，他的团队创建的设备是第一个具有自供电功能和高性能的设备，并且具有植入该设备以进行长期生物流体流量监测的潜力。他补充说，最直接的应用可能是医疗保健。要像他的团队开发的那样在微型血管中植入微型流量监测器，比现有的流量计更简单，更安全，因为现有的流量计不适用于低流量测量，需要安装在较大的血管中。Ping补充说，科学家和医生可能会发现它对他们的研究和临床应用很有用，例如监视深脑血管中的血流速度以了解控制血流的神经元的功能。

平说，石墨烯是传感器开发中的关键材料。石墨烯固有特性的独特组合，例如超高灵敏度，超低电噪声，与水溶液的最小接触带电，出色的化学和机械性能稳定性以及对生物污染的抵抗力，共同发挥了石墨烯的高性能流量传感器。