MEMS慣性傳感器成為感知的基礎(chǔ)和核心，歌爾股份入圍中國民營企業(yè)500強(qiáng)

傳感新品

【中山大學(xué)：研發(fā)用于痕量生物標(biāo)志物檢測的自供電、可拉伸的氣體傳感器】

生物標(biāo)志物作為一種可以客觀測定和評價生物體內(nèi)生化和生理狀態(tài)的指標(biāo)，其準(zhǔn)確和穩(wěn)定的檢測可以用于疾病早期診斷、預(yù)防以及治療過程中的監(jiān)控，在醫(yī)療健康領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。人體呼出氣體中含有大量化合物，與不同器官的代謝密切相關(guān)，是理想的用于非侵入性疾病診斷的體外生物標(biāo)志物。例如，口臭患者呼出氣體中的H 2S就明顯高于正常人，而且肉類的腐敗也會產(chǎn)生H 2S，對H 2S的檢測具有重要的實際應(yīng)用前景。

一般，化學(xué)成分分析儀可以對呼出氣體中的生物標(biāo)志物進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，但其操作繁瑣、成本高、耗時長，無法實現(xiàn)實時的檢測，因此迫切需要開發(fā)高性價比的便攜式傳感器件。迄今，化學(xué)電阻和電化學(xué)式的氣體傳感器已被廣泛報道，但大都難以實現(xiàn)可穿戴的要求。例如，化學(xué)電阻式氣體傳感器在室溫或零度以下的溫度下傳感性能極差，因為化學(xué)物質(zhì)對傳感材料表面的微弱作用很難引起整個裝置的電信號發(fā)生較大變化。而電化學(xué)傳感器面臨著液態(tài)電解質(zhì)泄漏和揮發(fā)以及電極的腐蝕等問題。為了進(jìn)一步適應(yīng)在可穿戴領(lǐng)域中的應(yīng)用，對傳感器件提出了更多的要求，包括高傳感性能、機(jī)械靈活性、室溫操作、環(huán)境耐受性以及自供電能力等，研究者亟需進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有傳感器件或提出新型的器件結(jié)構(gòu)和原理來取得突破性進(jìn)展。

基于此，中山大學(xué)吳進(jìn)團(tuán)隊開發(fā)了一種自供電、可拉伸和低成本的具有原電池結(jié)構(gòu)的開路電位式H2S氣體生物標(biāo)志物傳感器，由兩個特定金屬電極和水凝膠固態(tài)電解質(zhì)組成。開發(fā)的傳感器的開路電壓隨著氣體濃度的變化而相應(yīng)變化，在室溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能，包括高靈敏度、極低的檢測下限、出色的選擇性以及良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。此外，該傳感器表現(xiàn)出出色的抗干擾能力和環(huán)境包容性，在零下溫度、厭氧環(huán)境和大幅度拉伸變形下傳感能力仍能保持。根據(jù)密度泛函理論和一系列合理設(shè)計的實驗，發(fā)現(xiàn)傳感器的響應(yīng)主要起源于目標(biāo)氣體在活性電極表面的化學(xué)吸附引起的電極電位的變化。歸因于優(yōu)異的傳感性能，傳感器在方便、及時的口臭診斷和肉質(zhì)檢測中展示出實際應(yīng)用能力。在結(jié)合了無線通信技術(shù)后，無線、小型化的傳感系統(tǒng)也被開發(fā)，能用于遠(yuǎn)程H2S監(jiān)測。一旦發(fā)生H2S泄漏，授權(quán)用戶可以在任何有互聯(lián)網(wǎng)連接的地方收到警報，展現(xiàn)了傳感器在健康和安全保護(hù)以及物聯(lián)網(wǎng)方面中的實際應(yīng)用潛力。這項工作為未來開發(fā)在室溫下具有高性能的低成本、自供電和可穿戴氣體傳感器提供了新的方向和理論基礎(chǔ)，為增強(qiáng)人類健康和安全帶來了希望，有助于傳感技術(shù)的不斷進(jìn)步。

圖文解析

圖1 Zn/Ag/DNH傳感器的制備及應(yīng)用示意圖。a PAM/CA DN水凝膠的制造過程示意圖。b 開發(fā)的柔性氣體傳感器件的性能優(yōu)勢以及在口臭檢測、肉類新鮮度監(jiān)測和H2S泄漏報警中的應(yīng)用示意圖。

圖2 Zn/Ag/DNO的H2S傳感性能。a Zn/Ag/DNO氣體傳感器的器件結(jié)構(gòu)和H2S傳感機(jī)理示意圖。b Zn/Fe/DNH、Zn/Ag/DNH和Fe/Ag/DNH對濃度從4 ppm降低到0.8 ppm的H2S氣體的動態(tài)響應(yīng)曲線。c 基線校正后，Zn/Ag/DNH和Zn/Ag/DNOs對濃度從4 ppm降低至0.8 ppm的H2S氣體的動態(tài)響應(yīng)曲線。d 三個Zn/Ag/Gly1h-DNO樣品與H2S濃度的平均響應(yīng)（點(diǎn)）以及揭示靈敏度的相應(yīng)線性擬合線。e Zn/Ag/DNO傳感器首次和放置20天后對0.8 ppm H2的動態(tài)OCV響應(yīng)循環(huán)曲線和 f 響應(yīng)柱狀圖。g 首次測試和放置20天后的測試中Zn/Ag/DNH和Zn/Ag/DNO傳感器對0.8?ppm H2S 的響應(yīng)的比較。h Zn/Ag/DNO傳感器對H2S的實驗檢測下限，20?ppb是當(dāng)前實驗條件下可以達(dá)到的最低濃度。i Zn/Ag/DNO傳感器對各種干擾氣體的響應(yīng)比較，對H2S、O2、NO 和二甲硫醚的平均響應(yīng)分別為-86.56、-12.47、-0.13和-10.69?mV，具有不錯的選擇性。j與其它先進(jìn)的H2S傳感器的性能比較。

圖4 Zn/Ag/DNO的傳感機(jī)制探究。a 銀電極被封裝的Zn/Ag/DNO傳感器示意圖，旨在將H2S分子與銀電極-水凝膠界面隔離。b 具有不同封裝狀態(tài)的Zn/Ag/DNO傳感器對重復(fù)2?ppm H2S的動態(tài)OCV曲線。c 將Zn/Ag/DNO傳感器連續(xù)暴露于4?ppm H2S，標(biāo)記為時間點(diǎn)A和B，以進(jìn)行Ag電極的XPS分析。d 樣品A和樣品B的S 2p譜圖。e H2S吸附在Ag和Zn原子上。通過DFT計算得到相應(yīng)的吸附能(Eads)。f 將Zn/Ag/DNO保持在OC狀態(tài)96小時之前(f1)和之后(f2)的銀絲的SEM圖像。

傳感動態(tài)

【Apple Watch Series 9和Ultra 2將搭載新款心率傳感器和U2芯片】

蘋果將在9月12日的“Wonderlust”活動上推出Watch Series 9和Watch Ultra 2。據(jù)報道，這兩款智能手表外觀與之前的機(jī)型相似，但據(jù)Bloomberg稱，這些手表將采用新版的光學(xué)心率傳感器，而不是Watch Series 8和Watch Ultra上的第三代心率傳感器。

Watch Series 9和Watch Ultra 2還將獲得各種其他傳感器和內(nèi)部組件的升級，主要關(guān)注速度、準(zhǔn)確性和效率。此外，與iPhone 15系列類似，它們將配備新的U2超寬帶芯片，以提高“查找我的設(shè)備”功能。

然而，據(jù)該報道稱，今年蘋果手表的重點(diǎn)將放在性能上，庫比蒂諾科技巨頭計劃“大力宣傳處理速度方面的重大改進(jìn)”。我們之前聽說過新款基于A15芯片的SoC將為Watch Series 9提供動力。

Apple Watch Series 9將提供41mm和45mm兩個尺寸，而預(yù)計將采用更多回收材料并有黑色選項的Watch Ultra 2將提供單一的49mm尺寸。

【歌爾股份入圍中國民營企業(yè)500強(qiáng)，排第幾呢？】

9月12日，全國工商聯(lián)發(fā)布“2023中國民營企業(yè)500強(qiáng)”，歌爾自2014年以來連續(xù)10年上榜，排名第86位，較去年提升32位。同時發(fā)布的“中國制造業(yè)民營企業(yè)500強(qiáng)”，歌爾排名第55位，較去年提升12位。

“中國民營企業(yè)500強(qiáng)”是我國目前最權(quán)威也是最全面反映民營企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的榜單。歌爾將把握發(fā)展機(jī)遇，不斷提升研發(fā)、制造能力，完善產(chǎn)業(yè)鏈布局，在后移動時代構(gòu)建全面競爭力。

同時歌爾致力于成為受尊敬的全球一流企業(yè)，已與消費(fèi)電子領(lǐng)域的國際一流客戶達(dá)成穩(wěn)定、緊密、長期的戰(zhàn)略合作關(guān)系。歌爾在全球范圍內(nèi)整合研發(fā)資源，在美國、日本、韓國、丹麥、北京、青島、深圳、上海、南京、臺灣等地分別設(shè)立了研發(fā)中心。

憑借領(lǐng)先的垂直整合能力與智能制造優(yōu)勢，歌爾為客戶提供一站式解決方案。自上市以來，歌爾保持高速成長，2021年公司全年營業(yè)收入782.21億元，同比增長35.47%，實現(xiàn)凈利潤42.75億元，同比增長50.09%。

【MEMS慣性傳感器成為感知的基礎(chǔ)和核心 有望在機(jī)器人領(lǐng)域釋放潛力】

機(jī)構(gòu)指出，GNSS/IMU的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，可充分發(fā)揮GNSS長期高精度性能和IMU短期高精度性能的優(yōu)勢，為自動駕駛汽車提供連續(xù)、高精度和高可靠的位置信息。MEMS IMU作為一個重要的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域，隨著智能化、自動化等領(lǐng)域的不斷拓展和應(yīng)用，其市場前景十分廣闊。

MEMS慣性傳感器指采用MEMS工藝制備的慣性傳感器，與傳統(tǒng)工藝制造的慣性傳感器相比，MEMS器件具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和智能化等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、汽車、船舶、消費(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。

高性能MEMS慣性傳感器，包括MEMS陀螺儀、MEMS加速度計和MEMS慣性測量單元（IMU），均包含一顆微機(jī)械（MEMS）芯片和一顆專用控制電路（ASIC）芯片，并通過慣性技術(shù)實現(xiàn)物體運(yùn)動姿態(tài)和運(yùn)動軌跡的感知。MEMS傳感器無處不在，MEMS器件現(xiàn)在已經(jīng)占據(jù)全球傳感器總出貨量的54%。此外，智能機(jī)器人將具備計算機(jī)視覺、自然語言處理、動作規(guī)劃和控制功能，并且擁有語音交互、行走和執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)等與物理世界互動能力，而實現(xiàn)一切感知的基礎(chǔ)和核心就是傳感器。華安證券表示，重視MEMS傳感器在機(jī)器人領(lǐng)域的無限潛力。

【華為和小米達(dá)成全球?qū)＠徊嬖S可協(xié)議，覆蓋 5G 通信技術(shù)】

9 月 13 日消息，華為和小米今日宣布達(dá)成全球?qū)＠徊嬖S可協(xié)議，該協(xié)議覆蓋了包括 5G 在內(nèi)的通信技術(shù)。

華為知識產(chǎn)權(quán)部部長樊志勇表示：“華為很高興與小米公司達(dá)成許可。這份許可協(xié)議再次體現(xiàn)了行業(yè)對華為在通信標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域所做貢獻(xiàn)的認(rèn)可，也讓我們得以加強(qiáng)未來移動通信技術(shù)的研究投入?！?/p>

小米集團(tuán)戰(zhàn)略合作部總經(jīng)理徐然表示：“我們很高興與華為達(dá)成專利交叉許可協(xié)議，這充分體現(xiàn)了雙方對彼此知識產(chǎn)權(quán)的認(rèn)可和尊重。小米將一如既往地秉持小米知識產(chǎn)權(quán)價值觀，尊重知識產(chǎn)權(quán)，尋求共贏、長期可持續(xù)的知識產(chǎn)權(quán)伙伴關(guān)系，以知識產(chǎn)權(quán)推進(jìn)技術(shù)普惠，讓科技惠及更廣泛人群?！?/p>

【霍尼韋爾攜先進(jìn)傳感技術(shù)亮相上海國際傳感器技術(shù)與應(yīng)用展】

全球化的數(shù)字工業(yè)高科技企業(yè)霍尼韋爾（納斯達(dá)克代碼：HON）今日亮相2023上海國際傳感器技術(shù)與應(yīng)用展，集中展示公司在儲能、新能源汽車、醫(yī)療與健康、工業(yè)安全、非公路車輛與自動駕駛行業(yè)的產(chǎn)品與解決方案，以成熟的傳感技術(shù)助力傳統(tǒng)行業(yè)及新能源企業(yè)實現(xiàn)安全、高效的運(yùn)營，賦能中國高質(zhì)量的數(shù)字化與可持續(xù)發(fā)展。

"霍尼韋爾傳感與安全科技事業(yè)部多年來致力于研發(fā)傳感器、開關(guān)及氣體探測產(chǎn)品，是傳感與開關(guān)及氣體探測儀器儀表產(chǎn)品涵蓋范圍最廣的廠商之一。"霍尼韋爾安全與生產(chǎn)力解決方案集團(tuán)傳感與安全科技事業(yè)部中國副總裁兼總經(jīng)理劉威表示，"通過這次展會，霍尼韋爾很高興與行業(yè)分享成熟的傳感器技術(shù)、豐富的產(chǎn)品線及全面的解決方案，為傳統(tǒng)行業(yè)及新能源行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新提供可靠保障。"

今年7月，中國正式發(fā)布《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》（GB/T 42288-2022），成為儲能安全領(lǐng)域的首個指引性文件，充分體現(xiàn)出國家對于電化學(xué)儲能電站安全問題的高度重視。作為可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的先行者，霍尼韋爾持續(xù)關(guān)注電化學(xué)儲能領(lǐng)域，攜儲能預(yù)制艙可燃?xì)怏w檢測電池包解決方案亮相本次展會，為儲能行業(yè)的發(fā)展提供可靠保障。霍尼韋爾Sensepoint XCL系列固定氣體探測器能快速精準(zhǔn)探測可燃?xì)怏w，并聯(lián)動消防系統(tǒng)實現(xiàn)及時報警，防止熱失控蔓延帶來的損失。

針對新能源汽車的行業(yè)需求，霍尼韋爾通過整合自身產(chǎn)品及技術(shù)優(yōu)勢推出多款傳感器?；裟犴f爾BMS系列電流傳感器采用高精度測量方式，助力實現(xiàn)精確的電池電量計算，從而延長電池壽命、增加續(xù)航里程?；裟犴f爾電池安全預(yù)警傳感器可在第一時間檢測到異常，增加人員撤離時間，從而提升整車安全性。作為熱失控傳感器領(lǐng)域的先驅(qū)，霍尼韋爾于2020年已推出相關(guān)產(chǎn)品，如今廣泛應(yīng)用于超百萬輛的新能源汽車中。

霍尼韋爾的各類限位開關(guān)、傳感器、探測器產(chǎn)品，可用于測量板載壓力、流量、觸力以及溫濕度，具有出眾的可靠性、耐用性和準(zhǔn)確性。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，霍尼韋爾擁有多樣的產(chǎn)品、領(lǐng)先的技術(shù)及豐富的技術(shù)支持經(jīng)驗，可幫助醫(yī)療設(shè)備設(shè)計人員快速找到傳感或開關(guān)解決方案，在保證產(chǎn)品性能的同時，助力守護(hù)患者安全。在工業(yè)安全領(lǐng)域，霍尼韋爾的傳感產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、商業(yè)運(yùn)輸?shù)?，助力客戶?yōu)化運(yùn)營、提升生產(chǎn)效率、保障人機(jī)安全。

一直以來，霍尼韋爾秉持深耕中國、著眼長期發(fā)展的理念，踐行"東方服務(wù)東方"的在華發(fā)展戰(zhàn)略，致力于通過一系列立足本地的產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新來滿足中國市場需求。依托豐富的研發(fā)經(jīng)驗與成熟的傳感技術(shù)，霍尼韋爾將與客戶和合作伙伴一同成長，為中國的可持續(xù)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型保駕護(hù)航。

審核編輯 黃宇