賓州州立大學和東北大學的研究人員稱，用于環(huán)境和人類健康監(jiān)測的高度靈敏，可穿戴的氣體傳感器可能很快就會商業(yè)化。

所述傳感器裝置是在現(xiàn)有的可穿戴的改進傳感器，因為它使用的自加熱機構(gòu)增強的靈敏度。它允許快速恢復和重復使用設備。這種類型的其他設計需要外部加熱器。另外，在無塵室條件下，其他可穿戴傳感器需要昂貴且耗時的光刻工藝。

手和手臂顯示傳感器應用于內(nèi)部寫入，并在其旁邊讀取移動電話大小。

賓夕法尼亞州立大學工程科學與力學以及材料科學與工程學助理教授程煥宇說：“人們喜歡使用納米材料進行傳感，因為它們的大的表面體積比使它們具有很高的靈敏度�！� “問題在于，納米材料不是我們可以輕松連接到電線以接收信號的東西，因此需要一種稱為叉指電極的東西，就像您手上的手指一樣。”

Cheng和他的團隊使用激光對類似于石墨烯的高度多孔的納米材料單線進行圖案化，以用于檢測氣體，生物分子以及將來的化學物質(zhì)的傳感器。在設備平臺的非傳感部分，團隊創(chuàng)建了一系列蛇形線條，并用銀涂層。當它們向銀上施加電流時，氣體感應區(qū)域會由于明顯更大的電阻而局部加熱，從而無需單獨的加熱器。蜿蜒的線條使設備像彈簧一樣伸展，以適應可穿戴傳感器的身體彎曲。

用于這項工作的納米材料是還原的氧化石墨烯和二硫化鉬，或兩者的結(jié)合�；蛴裳趸�鋅芯和氧化銅殼組成的金屬氧化物復合材料，代表了兩類廣泛使用的氣體傳感器材料-低維和金屬氧化物納米材料。

Cheng說：“使用通常在機械車間中發(fā)現(xiàn)的CO 2激光器，我們可以輕松地在平臺上制造多個傳感器�！� “我們計劃擁有數(shù)十至一百個傳感器，每個傳感器對一個電子分子等不同分子具有選擇性，以解碼復雜混合物中的多種成分�！�

研究人員稱，美國國防部減少威脅機構(gòu)對這種可穿戴傳感器感興趣，可以檢測出可能損害神經(jīng)或肺部的化學和生物制劑。一家醫(yī)療設備公司也正在與該團隊合作，擴大生產(chǎn)規(guī)模，以進行患者健康監(jiān)測，包括從人體中檢測氣態(tài)生物標志物以及對可能影響肺部的污染物進行環(huán)境檢測。

Chen實驗室的博士生Ning Yi是《材料化學雜志》 A上在線發(fā)表的論文的第一作者之一，他說：“在本文中，我們表明我們可以檢測到由汽車排放產(chǎn)生的二氧化氮。我們還可以檢測到二氧化硫，它與二氧化氮一起導致酸雨，所有這些氣體在工業(yè)安全中都是一個問題。”

研究人員說，他們的下一步是創(chuàng)建高密度陣列，并嘗試一些想法來改善信號并使傳感器更具選擇性。這可能涉及使用機器學習來識別平臺上單個分子的不同信號。