新科技!便携式呼吸传感器可精准鉴定气体浓度

Dick 发表于 2016-04-21 10:37 | 分类标签:智能硬件可穿戴设备传感器

  据麦姆斯咨询报道,Fujitsu Laboratories今天宣布它们成功开发出一款便携式呼吸传感器,能够准确快速地测量特定气体成分的浓度,比如人类呼出气体中的低含量组分——氨气,人类呼吸中的氨气含量被认为和某些生活疾病相关联。在此之前,一些气体分子只能通过大型分析仪器才能检测鉴定,随着这款传感器的诞生,将使气体检测变得简便。

  新科技!便携式呼吸传感器可精准鉴定气体浓度

  图1 人类呼吸排出气体组分示意图

  鉴于人类呼吸排出的氨气与肝脏代谢、幽门螺旋杆菌感染(胃癌风险因素)存在关联,Fujitsu Laboratories应用溴化亚铜的氨气吸附特性开发了一款能够检测微量氨气的传感器,用于检测人类呼出气体中氨气的含量,这款传感器对氨气的灵敏度高于其它气体约2500倍。

  关于该技术

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  图2 新型传感器照片及溴化亚铜薄膜横截面电子扫描显微照片

  溴化亚铜中含有一价铜离子,是一种P型半导体,可以对氨气分子进行可逆吸附。利用这一性质,Fujitsu Laboratories开发了一款呼吸气体传感器,并对传感器中的薄膜厚度和溴化亚铜沉积层进行了优化。氨气分子的供电效应降低了传感器薄膜中的载流子,从而导致电极间的电阻上升。利用这一现象可以判断氨气和溴化亚铜间反应的发生。因此,该传感器对氨气的灵敏度达到了对丙酮灵敏度的2500倍,丙酮也是人类呼出气体中的常见组分。该传感器对氨气的识别和浓度测量灵敏度达到了10ppb(十亿分之一)。

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  图3 新开发的呼吸传感器的工作原理及优势

  未来计划

  Fujitsu Laboratories计划将对该技术继续深入研究,增加可监测的气体种类,并将传感器嵌入智能设备和可穿戴设备,使呼吸气体检测和使用温度计一样简单。

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