教育裝備采購網(wǎng)訊：日本北陸尖端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)日前宣布，該校研究人員研制出金銀納米粒子，它可用于制作高靈敏度生物傳感器，以幫助醫(yī)生檢查患者的血液、尿液或者基因診斷等。

　　研究人員首先制作出直徑約14納米(1納米等于十億分之一米)的金納米粒子，然后在其表面覆蓋厚度約4納米的銀薄膜，接著在銀薄膜上再覆蓋一層厚度為0.1納米的金，形成了金夾銀的結(jié)構(gòu)。研究人員觀察這種結(jié)構(gòu)的特性后發(fā)現(xiàn)，其不僅具有與單純銀納米粒子相同的靈敏度，而且還具有金的特性——化學(xué)穩(wěn)定性高，而且容易與生物體內(nèi)相關(guān)分子結(jié)合。

　　領(lǐng)導(dǎo)這項研究的該校副教授前之園信也說：“如果使用這種納米粒子，生物傳感器的性能將實現(xiàn)飛躍性提高，成本也將大幅降低。”

　　外刊導(dǎo)讀：

　　傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學(xué)組成(如煙霧)，并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。

　　傳感器的分類：

　　可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng));它們的用途;它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。

　　根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類：

　　傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。

　　化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。

　　有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長。

　　常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表。

　　1.傳感器按照其用途分類

　　壓力敏和力敏傳感器位置傳感器

　　液面?zhèn)鞲衅髂芎膫鞲衅?/p>

　　速度傳感器加速度傳感器

　　射線輻射傳感器 熱敏傳感器

　　24GHz雷達傳感器

　　2.傳感器按照其原理分類

　　振動傳感器 濕敏傳感器

　　磁敏傳感器 氣敏傳感器

　　真空度傳感器 生物傳感器等。

　　3.傳感器按照其輸出信號為標準分類

　　模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。

　　數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。

　　膺數(shù)字傳感器——將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。

　　開關(guān)傳感器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。

　　4.傳感器按照其材料為標準分類

　　在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：

　　(1)按照其所用材料的類別分

　　金屬聚合物陶瓷混合物

　　(2)按材料的物理性質(zhì)分： 導(dǎo)體絕緣體 半導(dǎo)體磁性材料

　　(3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分：

　　單晶 多晶非晶材料

　　與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個方向：

　　(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實際使用。

　　(2)探索新的材料，應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)來改進傳感器技術(shù)。

　　(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng)，并在傳感器技術(shù)中加以具體實施。

　　現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強度。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料。

　　5.傳感器按照其制造工藝分類

　　集成傳感器薄膜傳感器 厚膜傳感器陶瓷傳感器

　　集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。

　　薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。

　　厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。

　　陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。

　　完成適當?shù)念A(yù)備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。

　　每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

　　(空侶網(wǎng)暖通專家提供)

　　6.傳感器根據(jù)測量目的不同分類

　　物理型傳感器是利用被測量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。

　　化學(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的敏感元件制成的。

　　生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測與識別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器。