用蛛絲制造的光學(xué)傳感器

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的呂克·提萬(wàn)納茲采用蜘蛛絲替代傳統(tǒng)的光學(xué)纖維來(lái)制造光學(xué)傳感器，用于檢測(cè)微生物代謝釋放出的少量氨氣，同時(shí)又對(duì)CO2不敏感。

據(jù)介紹，蜘蛛絲的光學(xué)性質(zhì)可以通過摻雜化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行修改。某些特定分子會(huì)導(dǎo)致蛛絲分子中的氫鍵斷裂，從而使通過的光束發(fā)生偏振變化，而這僅限于極性分子（分子的電荷分布不對(duì)稱），如氨；而非極性分子，如CO2則不會(huì)反應(yīng)。

研究人員利用雌性棒絡(luò)新婦蜘蛛的拖牽絲進(jìn)行了測(cè)試，他們發(fā)現(xiàn)，蛛絲光纖可以很好地傳輸包括可見光和紅外光在內(nèi)的光束，波長(zhǎng)最長(zhǎng)可達(dá)到大約1400nm。其中，900nm波長(zhǎng)紅外光的傳輸最佳，光纖損耗為4dB/cm，雖然比SiO2光纖損耗高出許多，但這一數(shù)值可被降低至0.2dB/cm，足以應(yīng)用于敏感測(cè)量領(lǐng)域。

據(jù)悉，這種蛛絲傳感器無(wú)需定期更換，可用于工業(yè)過程監(jiān)控或汽車傳感器，研究人員還希望可以通過使用人造絲或者在蛛絲中摻雜其他化學(xué)物質(zhì)，來(lái)提高傳感器的靈敏度。

可自然降解的高靈敏度傳感器

目前，生物相容性微傳感器的生產(chǎn)還是一個(gè)非常耗時(shí)和昂貴的過程，現(xiàn)有的傳感器或是感應(yīng)性能十分有限，或是生物相容性還未經(jīng)證明。英國(guó)《自然·電子學(xué)》雜志在線發(fā)表的美國(guó)退伍軍人事務(wù)部佩吉·?？怂?、斯坦福大學(xué)鮑哲南研究小組報(bào)告的一種完全由生物可相容材料構(gòu)成的、可移植、可伸展的應(yīng)變及壓力傳感器，可以在有效使用期結(jié)束后自然降解，其靈敏度分別達(dá)到0.4%和12Pa，該裝置將用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)受損軟組織所受的微弱應(yīng)力和壓力變化，有助于為患者設(shè)計(jì)個(gè)性化的康復(fù)方案。

為了測(cè)試該傳感器的生物相容性，研究團(tuán)隊(duì)將其移植進(jìn)一只大鼠的背部。在移植手術(shù)8周后，未觀察到負(fù)面炎癥反應(yīng)（除了第1周出現(xiàn)初期炎癥反應(yīng)）。

研究人員表示，傳感器的降解速度可以控制，以使壽命與組織愈合時(shí)長(zhǎng)一致，在降解過程中，傳感器的靈敏度也不會(huì)有明顯下降。

據(jù)悉，可降解的生物傳感器一旦進(jìn)入實(shí)用，我們就可以將很多臨床定性描述轉(zhuǎn)為量化指標(biāo)，病人的恢復(fù)快慢可顯示在屏幕上，痛覺程度也不再模糊，醫(yī)生的工作將因此大大便利。