美學(xué)者發(fā)現(xiàn)新方法改善傳感器的靈敏度

    傳感器制造商一直在透過反復(fù)試驗(yàn)的工程創(chuàng)新方法來改善傳感器的靈敏度；但遺憾的是業(yè)界并沒有一個(gè)框架(framework)來總括所有的經(jīng)驗(yàn)法則，以做為新一代傳感器的設(shè)計(jì)方法。而來自美國(guó)普渡大學(xué)(PurdueUniversity)的工程師補(bǔ)足了這個(gè)遺憾，為設(shè)計(jì)傳感器提供了新的途徑。

    普渡大學(xué)電子電機(jī)教授AshrafAlam表示，他與其博士研究生PradeepNair已經(jīng)采取一種系統(tǒng)化方法(systematicway)將各種設(shè)計(jì)法則整合在一起，因此他們已擁有一個(gè)具一致性的框架來對(duì)改善傳感器的設(shè)計(jì)。為了測(cè)試他們的傳感器設(shè)計(jì)法則，他們著手研究哪一種奈米級(jí)傳感器設(shè)計(jì)，對(duì)于透過目標(biāo)分子(targetmolecule)進(jìn)行感測(cè)的應(yīng)用最適合。

    研究人員過去就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)感測(cè)個(gè)別分子時(shí)(例如煙霧探測(cè)器或生物、化學(xué)探測(cè)器)，感測(cè)組件越小越好，但其原因一直未被證實(shí)地認(rèn)為，是與目標(biāo)分子的擴(kuò)散情況會(huì)限制傳感器運(yùn)作速度有關(guān)。

    而Alam和Nair宣稱已為以上的理論得到了證實(shí)。首先，他們比較了傳統(tǒng)的平面?zhèn)鞲衅?planarsensor)組件與圓柱形單奈米管傳感器(cylindricalsingle-nanotubesensor)組件，結(jié)果顯示較小的圓柱形傳感器的靈敏度至少高100倍，這足以證明越小越好的理論。

    不過雖然圓柱形奈米級(jí)傳感器的靈敏度較高，卻難以制造，有些傳感器設(shè)計(jì)人員使用奈米復(fù)合材料(又稱為nanonet)感應(yīng)元素，使用多個(gè)圓柱形奈米管或者奈米線，組成奈米線叢。但Alam卻指出這類傳感器并不會(huì)優(yōu)于單奈米線傳感器。

    目前，研究人員正使用他們的模型，來建構(gòu)能夠使用電子式方法檢測(cè)DNA序列的傳感器，使基因定序(genomesequencing)工作能更容易透過自動(dòng)化的方式進(jìn)行。目前的基因定序是透過分子化學(xué)探測(cè)的方法執(zhí)行，速度慢且程序繁瑣。