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瑞典查尔姆斯理工大学利用高导电性纳米材料石墨烯研制出迄今最小的加速传感器

2019-11-20 21:07:09

9月5日电，瑞典查尔姆斯理工大学（KTH）的研究人员利用高导电性纳米材料石墨烯，研制出了迄今最小的加速传感器。这一设备有望促进人体传感器和导航技术的发展，用于研制心血管疾病监测系统、超灵敏的可穿戴设备和便携式运动捕捉系统等。相关论文发表在《自然·电子学》上。

据物理学家组织网近日报道，几十年来，微机电系统（MEMS）一直是医疗技术等领域创新的基础。现在，这些系统正开始进入下一阶段——纳米机电系统（NEMS）。KTH微纳米系统部门研究人员范旭格（音译）表示，石墨烯独特的材料特性使它们能够制造出这些超小的加速传感器。

范旭格说：“由于石墨烯的原子级厚度，使我们可以缩小元件的尺寸，我们发明了一种压阻式NEMS加速传感器，比目前任何可用的MEMS加速传感器都要小得多。尽管小，但无损其灵敏度。”

这种小型加速传感器未来有望应用于多个领域。范旭格说：“最终有望应用于手机导航、手机游戏和计步器、心脏病监测系统和可以监测人体运动的运动捕捉可穿戴设备。”

研究人员称，这些NEMS传感器的其他潜在用途还包括超小型NEMS传感器和执行器，如谐振器、陀螺仪和麦克风等。此外，这些NEMS传感器也可以作为一个系统，用来表征石墨烯的机械和机电性能。

第一批正式的微机电设备，在上世纪六十年代就诞生了，但直到上世纪末至本世纪初，纳米机电系统的概念才被提出。比较而言，微机电系统的体积已比一般日常生活中的机械系统小得多了，远远超越了“机”和“电”的概念。但科学家们仍然渴望将其尺寸缩成纳米尺度，一个重要的原因是纳米结构会导致种种新效应，能提供微机电设备所无法企及的特性和功能。这里既包括实际应用中的超高频率、低能耗、高灵敏度，也包括在理论研究中，对微小的力和位移的“掌握”，以及对表面质量和吸附性的“控制”。

文章来源：科技日报

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