可穿戴有毒气体传感器问世

来自麻省理工学院的研究人员披露了一种可连接到智能手机或可穿戴设备的化学传感器,该传感器可探测和追踪有毒气体。这种新开发的传感器重量仅相当于一张信用卡，制造成本仅5美分。这种技术推动了廉价RFID徽章在人员安全保障方便的应用。战场上的士兵和那些工作在有泄露危险的化工区域的人可以戴着这种徽章来快速探测,如神经毒气或窒息性毒剂等化学武器。绝对值编码器

“拥有这种装备的士兵将结束重量太大，难以承受的情况。”TimothySwager（John D. MacArthu化学教授，在美国化学协会杂志上发表的一篇关于这种传感器的文章的首席作者）说。

“我们这种产品比一张信用卡还轻，而士兵们已经配备了无线通信设备，因而这种产品能很容易的集成到士兵的制服里，给他们提供另一种保护。”这种传感器是一个由碳纳米管（一种通常高导电性的材料）构成的电路板。在这个产品中，开发团队在纳米管周围缠绕了绝缘材料以使其保持高电阻状态。一旦被置于有毒气体环境，绝缘材料将断裂，纳米管变得非常导电，将通过可被智能手机读取的NFC（近距离无线通讯技术）技术发送一个信号。

按照麻省理工学院的描述，这种传感器的灵敏度能够在5秒内探测到10ppm的有毒气体。“我们对比了你能做到同样效果的所采用台式实验设备，如气相色谱仪和质谱仪；结果是成本相差巨大而且需要熟练的操作人员。”Swager说。制造4百万只传感器大约要1克碳纳米管，这使得传感器的量产成本少于5美分.“你真的不能再做出比这更便宜的东西了”Swager说。”这是一个把分布式传感技术放到很多人手里的方法。“

为了搭建他们的无线系统，研究人员创造了一个NFC标签，当它的电阻低于某一阈值时，开关会自动打开。智能手机在特定频率发射NFC标签能共振的电磁短波，NFC标签感生一个电流，将信息传送给手机。但是智能手机不能和阻值大于1欧姆的NFC标签发生共振。

研究人员把碳纳米管/聚合物材料用在NFC标签的天线中。当被置于10ppm的二氯亚砜5秒钟，材料的电阻降到阈值以下，智能手机可以发送/读取标签信息。“当然，这个产品只能通过开/关信号确定有毒气体是否存在。”Swager说。研发团队的下一步计划是在实验室之外的现场环境测试传感器，室外环境有毒气体容易扩散，更难检测。未来，研究人员希望能开发能测量NFC标签信号强度的高级手机app，不同的信号强度显示有毒气体的浓度。绝对值编码器

66