這款傳感器能夠從活組織中傳輸數(shù)據(jù)？

當(dāng)今。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代高新技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器技術(shù)得到了突破性發(fā)展。當(dāng)前，越來越多的新型傳感器被研究人員開發(fā)出來。

康奈爾大學(xué)開發(fā)納米級(jí)電子產(chǎn)品的研究人員開發(fā)的微型傳感器，它們可以在一便士硬幣的一側(cè)容納30,000個(gè)傳感器。這些微型傳感器不僅具有體積小巧的特點(diǎn)，還具備集成電路、太陽能電池和發(fā)光二極管(LED)的功能，使它們能夠利用光來進(jìn)行供電和通信。而且，由于它們是批量生產(chǎn)的，在8英寸的晶圓上可容納多達(dá)100萬個(gè)，因此每個(gè)設(shè)備的成本非常低。

該小組的論文《Microscopic sensors using optical wireless integrated circuits》于4月17日在PNAS上發(fā)表。

此次合作由約翰·紐曼物理科學(xué)教授Paul McEuen和電氣與計(jì)算機(jī)工程副教授Alyosha Molnar領(lǐng)導(dǎo)。與論文的主要作者Alejandro Cortese一起工作。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)平臺(tái)，用于并行生產(chǎn)其光學(xué)無線集成電路(OWIC)–尺寸為100微米(微米為百萬分之一米)的微傳感器。

McEue說：“從某種意義上說，建造這樣的微型傳感器是一個(gè)古老的想法。但是我們將其尺寸又縮小了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并使其可大規(guī)模制造。很多時(shí)候人們制作這些小東西時(shí)，他們會(huì)手工將它們編織在一起，非常耗時(shí)，而且一次也不可能制造百萬個(gè)。所以除非我們能以百萬為單位的制作他們，否則我們不會(huì)這樣做?！?

OWICS本質(zhì)上是小的智能手機(jī)，可以專門用于應(yīng)用程序。但是，研究人員并沒有像手機(jī)那樣依靠繁瑣的射頻技術(shù)，而是希望將光作為一種潛在的電源和通訊介質(zhì)。

McEuen說，在納米技術(shù)領(lǐng)域，將微小的電路放置在硅晶圓上相對(duì)容易，但是添加LED是一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兪怯刹煌牟牧现瞥傻模荷榛?。為了將LED轉(zhuǎn)移到帶有電子元件的晶圓上并進(jìn)行集成，研究人員開發(fā)了一種復(fù)雜的組裝方法，該方法涉及超過15層光刻，30種不同材料和100多個(gè)步驟。

Cortese說：“有很多人在更大范圍內(nèi)工作，您可以撿起東西并用肉眼看到并觸摸它們。這不是那樣。在一個(gè)規(guī)模上，除非您在顯微鏡下，否則您看不到自己在做什么。因此，您確實(shí)必須對(duì)納米級(jí)和微米級(jí)有了直覺?！?

一旦OWIC脫離了其硅襯底，它們就可以用于測量難以到達(dá)的環(huán)境中的電壓和溫度等輸入，例如活體組織和微流體系統(tǒng)內(nèi)部。例如，裝配有神經(jīng)傳感器的OWIC能夠通過LED閃爍編碼信號(hào)來無創(chuàng)地記錄人體中的神經(jīng)信號(hào)并傳輸其發(fā)現(xiàn)結(jié)果。

作為概念的證明，該團(tuán)隊(duì)與應(yīng)用和工程物理教授，論文的合著者Chris Xu的實(shí)驗(yàn)室合作，成功地將OWIC和溫度傳感器嵌入腦組織中，并無線中繼了結(jié)果。

McEuen，Molnar和Cortese成立了自己的公司OWiC Technologies，以將微傳感器商業(yè)化。一個(gè)專利申請(qǐng)已通過技術(shù)中心許可申請(qǐng)。第一個(gè)應(yīng)用程序是創(chuàng)建可附加到產(chǎn)品上以幫助識(shí)別它們的電子標(biāo)簽。微型，低成本的OWIC可能會(huì)產(chǎn)生一代微傳感器，這些微傳感器在跟蹤更復(fù)雜現(xiàn)象的同時(shí)使用更少的功率。

Cortese說：“本文的電路非常簡單。但是您可以在其中一種設(shè)備上安裝數(shù)千個(gè)晶體管。這意味著您可以擴(kuò)大設(shè)備可以感知的范圍，該設(shè)備如何進(jìn)行通信或完成更復(fù)雜任務(wù)的能力。一個(gè)平臺(tái)，使很多人有空間開發(fā)新設(shè)備，新應(yīng)用程序?！?