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纳米传感器:决胜智能化战争的关键

2016-08-11 00:06
天堂的苦涩
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  它的诞生,使人类社会大步迈进智能化传感器时代。它集众多优异性能于一身,为探测纳米尺度上的微观世界提供了重要的多样化手段,将引发军事领域新的革命性影响。

  传感器技术是当今世界迅猛发展的高新技术之一,与通信技术及计算机技术共同构成信息产业的三大支柱。随着人类社会进入物联网时代,尤其是材料技术、生物技术、纳米制造技术、人工智能技术及相关产业的蓬勃发展与跨界融合,各类纳米传感器应运而生,极大丰富了传感器的理论,拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器代表了人类掌控微观世界的一种前沿技术,并成为沟通物理、化学、生物和材料科学之间的催化剂、粘合剂和效能倍增器。随着纳米传感器的广泛应用,预示着智能化社会和智能化战争时代的来临,推动着人类社会生活和军事领域的深刻变革,成为决胜智能化战争的关键。

  直达微观世界的探测仪和分析师

  纳米是一个长度单位,1纳米是1米的10亿分之一,相当于一根头发直径的8万分之一。纳米科技是指在0.1~100纳米尺度上研究物质的特性、相互作用以及利用这种特性开发相关产品的一门科学技术。

  那么,什么样的传感器可以被称为纳米传感器呢?从理论上讲,传感器大小或灵敏度达到纳米级,或者传感器与待检测物质或物体之间的相互作用距离是纳米级的,都可以称为纳米传感器。

  20世纪90年代尤其是进入21世纪以来,微电子技术、激光技术、计算机技术、纳米材料技术、纳米制造技术、生物技术等高新技术不断交叉融合、相互促进,纳米线、纳米带、纳米纤维、纳米颗粒、纳米薄膜、纳米探针、碳纳米管等制备工艺不断提高,推动了许多新型的纳米物理传感器、纳米化学传感器和纳米生物传感器不断问世,使人类社会大步迈进智能化传感器时代。

  纳米传感器根据工作原理的不同可以分为纳米物理传感器、纳米化学传感器和纳米生物传感器三大类。纳米物理传感器主要探测物质或物体力学、声学、热学、光学、电学和磁学等方面的各种变化数值;纳米化学传感器是指用于测量气体或液体类化学物质的浓度或成分的传感器;纳米生物传感器则是用来检测生物的某个过程,如抗体/抗原之间的相互作用、DNA之间的相互作用、酶的相互作用以及细胞之间的通信过程等,它对于探测物质的生物活性意义重大,比如传染病致病的细菌、炭疽等有毒生化物质。

  从上述分类可以看出,纳米传感器的涵盖范围十分宽广,用途也非常广泛,为人们了解分析纳米尺度上的微观世界和更为灵敏地探测感知宏观世界提供了重要的多样化手段,因此,它堪称直达微观世界的探测仪和分析师。

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