研究人员开发出超灵敏流量微传感器

根据最近发表在《自然通讯》上的新研究，马萨诸塞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。

该研究由机械与工业工程助理教授平静蕾和三位机械工程博士领导。学生：制造传感器并进行测量的 Xiaoyu Zhang、Eric Chia 和 Xiao Fan。这些发现为未来在研究代谢过程、视网膜血液流变学和神经科学中尚未研究的超低流量生命现象方面进行全电子体内流量监测铺平了道路。

流量传感器，也称为流量计，是用于测量液体或气体流速的装置。生物流体流动的速度是一个关键的生理参数，但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，即排列在蜂窝晶格中的单层碳原子，可从连续的水流中吸收电荷。这种现象提供了一种有效的流量传感策略，该策略是自供电的，并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流量低至每秒一微米，即每小时不到四毫米，并且有可能区分毛细血管中血流的最小变化。石墨烯流量传感器性能稳定超过半年。

Ping 说，他的团队创造的设备是第一个具有自供电和高性能的设备，它具有植入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。将他的团队开发的微流量监测器植入小血管比现有的流量计简单和安全得多，后者不适合低流量测量，需要安装在更大的血管中。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，例如监测深部脑血管的血流速度以了解控制血流的神经元的功能。

Ping 说，石墨烯是开发传感器的关键材料。石墨烯固有特性的独特组合，例如超高灵敏度、超低电噪声、与水溶液的接触带电最小、化学和机械行为的出色稳定性以及对生物污染的免疫力，共同促进了石墨烯的高性能。流量传感器。

Ping 和他的团队接下来的步骤包括将流量传感器集成到自持式流量监测设备中，并探索该设备在医疗保健中的应用。

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