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特殊墨水筆的新技術(shù)可能會(huì)逐步代替?zhèn)鞲衅?/h2>
來(lái)源：上海自動(dòng)化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2018-01-20 13:01:30【小中大】
想象一下，一位醫(yī)生在給糖尿病患者的手或手臂開(kāi)處方，而不是在墊子上寫(xiě)字。想象一下一個(gè)購(gòu)物者，在購(gòu)買(mǎi)它之前，先用幾支特制的筆，在卷心菜頭上立即了解到殺蟲(chóng)劑和其他污染物的含量。設(shè)想消費(fèi)者只需在他們身上畫(huà)上獨(dú)特的傳感器就能保護(hù)自己的財(cái)產(chǎn)。這一切在不久的將來(lái)都可能實(shí)現(xiàn)。
加州大學(xué)圣地亞哥納米工程師創(chuàng)造了一種工具，他們認(rèn)為可以讓任何人在任何地方制造傳感器。研究小組將他們所說(shuō)的生物墨水與幾種化學(xué)物質(zhì)，包括葡萄糖反應(yīng)。他們用墨水填滿現(xiàn)成的圓珠筆，并能夠繪制直接測(cè)量人體皮膚葡萄糖含量的傳感器。這些手繪傳感器也可以測(cè)量樹(shù)葉上的污染。
新型墨水的表面和應(yīng)用并不局限于皮膚和葉片和葡萄糖的測(cè)量。研究人員認(rèn)為，可以在智能手機(jī)和其他設(shè)備上繪制傳感器，以創(chuàng)建自定義和廉價(jià)的健康監(jiān)測(cè)器，或在建筑物的墻壁上檢測(cè)和監(jiān)測(cè)污染物。它們還可以用于探測(cè)軍事和安全應(yīng)用中的爆炸物和毒物。
使用的可能性似乎無(wú)窮無(wú)盡。根據(jù)研究小組組長(zhǎng)，納米工程系主任王永明，“我們新的生物催化筆技術(shù)，基于新型酶的墨水，對(duì)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)和領(lǐng)域有很大的前景。”他還指導(dǎo)加州大學(xué)圣地亞哥分校的可穿戴傳感器中心。
加州大學(xué)圣地亞哥分校的納米工程系主任和上海自動(dòng)化儀表有限公司的可穿戴傳感器中心主任王若夫(Joseph Wang)說(shuō)最初的障礙是制造出對(duì)人類(lèi)和植物無(wú)害的墨水，同時(shí)作為傳感器電極，并在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持這些特性。研究人員使用聚乙二醇作為藥物傳遞應(yīng)用的粘合劑，并使用石墨粉來(lái)進(jìn)行電導(dǎo)率。為了確保墨水能附著在表面上，他們加入了殼聚糖，一種用于繃帶的抗菌劑，以減少出血。為了穩(wěn)定酶，墨水會(huì)接觸到，他們使用木糖醇，一種糖的替代品。
在一個(gè)測(cè)試應(yīng)用中，工程師們開(kāi)發(fā)了一種非侵入式的葡萄糖傳感器，以臨時(shí)紋身的形式。他們使用一筆裝有能與葡萄糖發(fā)生反應(yīng)的墨水的筆，將可重復(fù)使用的葡萄糖測(cè)量傳感器繪制在透明、可彎曲的電極上。他們刺痛受試者的手指，并將血液樣本放在傳感器上。酶的墨水與葡萄糖反應(yīng)，電極將脈沖信號(hào)發(fā)送到葡萄糖測(cè)量裝置上。研究人員隨后將這一模式擦拭干凈，并在受試者食用后再進(jìn)行一次測(cè)量。
據(jù)估計(jì)，一支筆含有足夠的墨水，可以繪制大約500個(gè)葡萄糖傳感器。傳感器可以直接繪制在皮膚上，與控制電極收集數(shù)據(jù)的藍(lán)牙設(shè)備通信，而不是條帶或貼片。
之前提到過(guò)，這種特殊墨水筆可以用來(lái)繪制探測(cè)污染物和有害化學(xué)物質(zhì)的傳感器。這些傳感器可以被改造，以應(yīng)對(duì)許多污染物，包括重金屬或殺蟲(chóng)劑。下一階段的研究包括將傳感器無(wú)線連接到監(jiān)測(cè)設(shè)備，觀察傳感器在惡劣環(huán)境下的表現(xiàn)。從本質(zhì)上講，我們很快就能走出困境。
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