UMass Amherst研究人员开发了超灵敏流量微传感器

根据《自然通讯》最近发表的最新研究，美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的一组科学家开发出了最薄、最灵敏的流量传感器，这可能会对医学研究和应用产生很大影响。

该研究由机械与工业工程助理教授平和三位机械工程博士领导。学生：制造传感器并测量它们的张晓宇、埃里克贾和范晓。这些发现为未来在代谢过程、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的全电子和体内流量监测研究铺平了道路。

流量传感器又称流量计，是一种测量液体或气体流量的装置。生物流量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，要么缺乏准确性和稳定性。UMass Amherst团队开发的新型流量传感器基于石墨烯，石墨烯是一层排列在蜂窝晶格中的碳原子，用于从连续的水流中提取电荷。这种现象提供了一种有效的流量传感策略，它可以自己供电，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低至微米/秒，即小于4毫米/小时的流速，具有分辨毛细血管内血流最小变化的潜力。

平说，他的团队创造的设备是第一个具有自供电功能和高性能的设备，并有潜力植入设备中，用于生物流体流动的长期监测。他补充说，最直接的应用可能是医疗保健。与现有的流量计相比，他的团队开发的在微血管中植入微流量监视器更简单、更安全，因为现有的流量计不适合低流量测量，需要安装在更大的血管中。平补充说，科学家和医生可能会发现这对他们的研究和临床应用很有用，例如监测大脑深层血管的血流速度，以了解控制血流的神经元的功能。

平说，石墨烯是传感器发展的关键材料。石墨烯固有的超高灵敏度、超低电噪声、与水溶液接触带电最小、化学机械性能稳定性优异、抗生物污染等特性的独特结合，充分发挥了石墨烯的高性能流量传感器。

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