傳感新品

【加州理工學院：研究可穿戴式無創傳感器可通過監測汗液確定是否有炎癥跡象】

研究人員開發了一種可穿戴式非侵入性傳感器，可以監測佩戴者汗液中炎癥的生物標志物。他們表示，患有慢性炎癥疾病的人可以在家中使用該設備。炎癥與一系列精神和身體疾病有關，包括全球三大殺手：缺血性心臟病、中風和慢性阻塞性肺病 (COPD)。

雖然急性炎癥反應是人體抵抗感染和加速愈合的自然方式，但長期或慢性炎癥可能會導致不可逆的組織損傷。而能夠快速、輕松地檢測炎癥是治療的關鍵。測量血液中 C 反應蛋白 (CRP) 的水平通常用作炎癥的生物標志物，但需要復雜的實驗室設備和人員來分析血液樣本。

現在，加州理工學院的研究人員開發了一種新型可穿戴傳感器，稱為 InflaStat，通過測量人體汗液中的 CRP 水平來無線、無創地監測炎癥。

研究人員在開始制造他們的第一個汗液分析傳感器之前必須克服一些障礙。主要難題是CRP比其他分子更難檢測，它在血液中的濃度比其他生物標志物低得多，而且它的分子更大，這意味著將它們從血液中分泌到汗液中更加困難。

“這些是以前阻止人們進行可穿戴 CRP 傳感的主要問題，”該研究的通訊作者高偉說。“我們需要高靈敏度來自動監測皮膚上極低濃度的 CRP。”

InflaStat 由激光雕刻的石墨烯制成，石墨烯含有微小的孔，可形成較大的表面積。這些孔含有與 CRP 結合的抗體和稱為氧化還原分子的特殊分子，能夠在某些條件下產生小電流。傳感器結構中融入了金納米顆粒，每個納米顆粒都攜帶一組獨立的 CRP 檢測抗體。

當佩戴者汗液中的 CRP 分子進入傳感器時，它們會附著在檢測器抗體和石墨烯孔中的抗體上。然后納米顆粒附著在石墨烯上并觸發氧化還原分子產生電流，該電流由附著在傳感器上的電子元件讀取。

由于每個金納米粒子都含有許多檢測抗體，因此信號（非常小）被放大得遠遠超過單個 CRP 分子產生的信號。

研究人員在健康參與者、慢性阻塞性肺病患者和從新冠病毒感染中康復的參與者身上測試了 InflaStat。他們發現該傳感器佩戴舒適，并且可以無創、無線地獲取炎癥生物標志物信息。數據實時顯示在定制的智能手機應用程序上。正如預期的那樣，慢性阻塞性肺病患者和新冠病毒感染后患者的 CRP 水平顯著高于健康參與者。研究人員發現，該傳感器可以準確檢測汗液中與血液水平相關的 CRP 水平。

研究人員表示，他們的研究結果表明，他們的傳感器可用于無創、家庭監測炎癥性腸病或慢性阻塞性肺病等慢性疾病。更重要的是，他們表示它可以適用于測試其他痕量水平和疾病相關的生物標志物。

“這是一個通用平臺，可以讓我們監測體液中極低水平的分子，”高說。“我們希望擴展這個平臺來監測其他臨床相關的蛋白質和激素分子。我們還想看看這是否可以用于慢性病管理。炎癥對許多患者來說意味著風險。如果能夠在家對他們進行監測，就可以識別他們的風險，并及時給予治療。”

傳感動態

【中國科學院過程工程所：開發出鄰域納米結構生物傳感膜】

葡萄糖檢測和實時連續監測，對于糖尿病等疾病的診斷和預防以及制糖和發酵過程中的可控生產至關重要。在這一過程中，以葡萄糖氧化酶（Gox）、普魯士藍（PB）、電極為核心的葡萄糖生物傳感設備頗具前景。近日，中國科學院過程工程研究所生化工程國家重點實驗室開發出具有鄰域納米結構的新型三維（3D）介孔生物傳感膜，提高了葡萄糖生物傳感設備中傳感區域面積、PB利用率以及底物對傳感區域可及性，具有優異的靈敏度和長期穩定性。相關研究成果發表在《先進功能材料》（Advanced?Functional Materials）上。

由于PB形成速率快且極易團聚，使其在電極上的合成和分布難以控制，導致PB高密度無序堆積，形成傳感區域面積小、PB利用率低且空間位阻大的逐層分布傳感結構，同時傳感靈敏度低且穩定性差。

針對上述問題，萬印華團隊以單寧酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷-鐵（TA-APTES-Fe）三元涂層作為結構導向劑，調控PB的固定化位置和組裝速率，分別通過配位和共價作用將PB和GOx相鄰固定在3D介孔碳納米管（CNTs）膜電極中，制備出具有鄰域納米結構的介孔生物傳感膜。與逐層縱向分布的生物傳感器相比，新型傳感膜將傳感區域從2D平面擴展到3D介孔膜電極中，從而提高了PB的利用率以及葡萄糖和過氧化氫（H2O2）對傳感區域的可及性。同時，這一結構拉近了級聯傳感單元間的距離，進而縮短H2O2到達傳感界面的擴散距離，有效抑制H2O2向主體溶液中的擴散，降低其無效耗散。實驗數據表明，在流通模式下，新型傳感膜的靈敏度達31.2 μA mM-1，可穩定連續監測蔗汁中的葡萄糖濃度長達8小時無電流響應漂移。

針對生物傳感器污染問題，該團隊基于PB的pH響應多酶活性，提出了利用GOx-PB級聯反應依次產生微氣泡和芬頓氧化來模擬“疏松-降解”膜清潔過程。原位產生的微氣泡帶來的剪切作用有助于疏松膜表面污染層，增加自由基對污染物的可及性，實現被污染的生物傳感膜的自清潔。

【武漢神動：慷慨投資設備和技術，“煉好”汽車傳感器的“瓷器活”】

武漢神動汽車電子電器股份有限公司（以下簡稱“武漢神動公司”）近3年技術改造投入資金累計已超過公司一年的總產值。近日，武漢神動公司董事長劉慧琳接受長江日報《在場》欄目專訪時表示，學習貫徹習近平總書記重要講話精神，手里沒有“金剛鉆”就做不好汽車傳感器這個“瓷器活”，要想有自己的糧食首先要種好自己家的地。

公司大門其貌不揚

慷慨投資技術裝備

汽車傳感器是汽車的神經末梢，感知傳遞溫度、濕度、壓力等信息，要求的精準度極高，可謂“差之毫厘，謬以千里”。世界汽車零部件巨頭憑借技術優勢，長期占據著汽車傳感器市場。

近年來，我國汽車傳感器市場仍在高速增長，國產傳感器的突圍正在顯現，武漢神動公司就是其中的生動案例之一。

6月16日，長江日報記者在武漢神動公司壓力傳感器生產車間看到，一名工人在產線入口處放上原材料托盤，機械手抓取原材料上產線，另一名工人在產線出口處取走批量生產的傳感器產品。傳感器的關鍵核心零部件的生產全程“只見機器轉，不見手工動”。

這是我國首條實現全流程智能化生產的陶瓷傳感器生產線。此前，生產480支傳感器需要8人連續工作10小時；現在，10小時可生產2000支，僅有兩人看護機器運轉。

武漢神動公司副總經理王清海說，持續投入產線智能化升級，絕不僅僅是為了省人力、提產能，關鍵是產品精度從2%提升到了5‰，遠超行業標準。“產品在市場上的競爭力大幅提升，帶來公司業務的擴張。”

武漢神動公司的大門在武漢經開區人工智能產業園里并不顯眼，但是，對于投資關鍵生產設備和技術研發，該公司極為慷慨，每年都是數千萬元。

陶瓷電容芯片生產線是武漢神動公司自主研發的國內首臺套設備。8位工程師歷時一年研發，實現了陶瓷傳感器的生產工藝在一條產線上全自動完成，一舉填補了行業空白。

一條產線能夠生產70多款不同類型高溫傳感器，交付周期從7天縮短到兩天半。記者在武漢神動公司高溫傳感器生產車間里看到，生產線的零件竟然是用磁懸浮軌道傳送的。“磁懸浮軌道的投入雖然更大，但穩定性更高、速度更快，產品品質得到大幅提升。”現場工作人員介紹，根據預定程序，零件可以在軌道任意節點停靠，更加靈活。

看好行業未來

新廠開工一年后建成

全廠員工121名，研發人員41名，產線工人27名，從武漢神動公司人員結構就可看出競爭力的源泉。經過新一輪技術改造后，該公司目前滿產可達8億元產能。“企業轉型升級必須要有好產品，要有好產品就必須要有好技術和裝備。我們公司的王牌就是做出行業領先的好產品。”劉慧琳說。

武漢神動公司近年來產值沒有大幅增長，但仍然大幅增加產線投資，提升技術實力。為何逆勢追加投資？劉慧琳直言不諱，中國汽車傳感器前裝市場一直由國外企業主導，近年來才有國內極少數企業在局部實現突破，智能汽車時代的到來也是傳感器需求倍增的開始。武漢神動公司在技術領域追加投資，就是堅定看好行業的發展。

“機會總是留給有準備的人。”這句老話在武漢神動公司再次得到驗證。投資技術帶來的不僅是效益，武漢神動公司生產的傳感器已覆蓋我國80%的商用汽車。近年來，由于對技術和裝備的大力投入，該公司生產的傳感器得以進入比亞迪等多家國產乘用車采購體系。

市場規模足夠大，并且在高速增長，這給了國產傳感器崛起的空間。劉慧琳說，汽車產業是工業技術的集大成者，進入門檻高，而傳感器更是汽車產業鏈里的“高精尖”，國內傳感器生產企業都在加大投入，搶抓我國汽車傳感器崛起的機遇。

“國產傳感器出現之前，市場定價權被國外企業主導。國內企業進入市場后，現在的價格幾乎透明。”劉慧琳說，傳感器是智能駕駛的底層，以前一輛燃油乘用車有100多個傳感器，現在以智能駕駛為主打的新能源汽車用到的傳感器超過300個。我國智能駕駛要實現自主安全可控，汽車傳感器自主研發和生產是基礎。

對技術的鍥而不舍讓武漢神動公司早在兩年前就成為國家級專精特新“小巨人”企業。目前，在武漢經開區，武漢神動公司的新工廠已開工，一年后可建成。

【工信部：加快關鍵芯片、高精度傳感器等研發和推廣】

近日，工業和信息化部副部長辛國斌在新聞發布會上就汽車電動化、智能化、網聯化發展表示，相比電動化，汽車網聯化、智能化變革涉及的領域更多，程度也更深，可以想像的空間也更大。

創新是第一生產力，辛國斌指出，下一步，新能源汽車產業發展部際協調機制各成員單位將重點開展以下幾個方面工作：

一是支持關鍵技術攻關。支持重點大企業牽頭，大中小企業參與，開展跨行業跨領域協同創新。創新是第一生產力，要加快關鍵芯片、高精度傳感器、操作系統等新技術新產品的研發和推廣應用，進一步提升產業發展內生動力。

二是進一步完善網聯基礎設施。加快C-V2X、路側感知、邊緣計算等基礎設施建設，建立基于邊緣云、區域云和中心云三級架構的云控基礎平臺，形成統一的接口、數據和通信標準，進一步提升網絡感知、云端計算能力。

三是深化測試示范應用。啟動智能網聯汽車準入和上路通行試點，組織開展城市級“車路云一體化”示范應用，支持有條件的自動駕駛，這里指的是L3級及更高級別的自動駕駛功能商業化應用。

此前，辛國斌曾強調，要加強頂層設計，建立新能源汽車產業發展部際協調機制，統籌推進產業發展全局性工作；強化技術創新，支持產學研用深度合作，開展車用芯片、固態電池、操作系統、高精度傳感器等技術攻關；完善政策體系，推動研究并盡快明確2023年后車購稅減免政策，制定加快充換電建設、公共領域新能源汽車推廣應用等支持政策；深化國際合作，加快規則對接和認證標準統一，建設海外政策、法規、標準等信息共享服務平臺，營造市場化、法治化、國際化營商環境。

【高華科技：SOI原理MEMS芯片正進行初樣驗證，準備于年底實現小批量試制】

高華科技6月26日披露投資者關系活動記錄表顯示，公司自研芯片的設計，但不進行晶圓制造，全部自研芯片用于自身產品研發及制造，不以芯片形式對外直接銷售。

截止目前，公司自研的擴散硅原理MEMS芯片已實現量產；SOI原理MEMS芯片正在進行初樣驗證，并準備于2023年底實現小批量試制，研發進展總體較為順利。

南京高華科技有限公司是以研制高可靠MEMS傳感器和網絡傳感工程的江蘇省高新技術企業，是江蘇省新型感知器件聯盟、江蘇省傳感（物聯）網產業聯盟發起單位之一。“985、211高校”等建立了緊密的產學研合作關系，尤其擅長奇、新、特及耐高溫、高可靠、智能化等傳感器/變送器的研制和規模化生產，擁有眾多發明技術專利；承擔了多項科研課題項目，完成率達100%，深得國內外同行和權威機構的關注和好評。

主要產品系列有：壓力、溫度、濕度、位移、轉速、力、位置等傳感器及網絡產品。

【村田制作所計劃將硅電容器產能提高兩倍：總投資 100 億日元，有望用于智能手機】

6 月 26 日消息，日本電容器（MLCC）大廠村田制作所近日宣布，計劃到 2028 年，對日本國內的金澤村田制作所、仙臺村田制作所和芬蘭子公司合計投資約 100 億日元，將硅電容器產能提高兩倍。

目前，硅電容器的應用僅限于醫療設備，但未來有望擴展到智能手機和服務器等應用，村田制作所希望通過投資和增產及時捕獲更多市場需求。

硅電容器采用半導體制造工藝制作，其介電層為穩定性更好的硅材料。與當前的主流電容器相比，硅電容器有著更好的電容密度、可靠性、高頻特性等優勢，老化時間可長達 10 年，其額定溫度甚至可高達 250℃，在惡劣環境下有著更好的表現。

不過，目前硅電容器的價格是普通 MLCC 的幾十倍，因此其應用范圍集中于高附加值、對成本不敏感的尖端醫療設備等領域。但考慮到硅電容器在輕薄方面的優勢，對于內部空間越來越捉襟見肘的智能手機而言，硅電容器也是相當不錯的選擇。村田制作所的硅電容器厚度可低至 0.05 毫米。

今年 3 月，村田制作所曾宣布將于 2024 年之前向法國子公司投資約 5000 萬歐元（當前約 3.92 億元人民幣）以增加硅電容器的產能。此次村田制作所的投資計劃，將在兩家日本工廠和芬蘭子公司建立相同的生產系統，以實現全球化的硅電容器供應。

審核編輯黃宇