一家美國公司正製定計劃研發徽章大小、可穿戴式傳感器，專門用於實時檢測大腸杆菌、炭疽、傷寒等生物威脅。這種帶有微小金剛石懸臂傳感器正由位於美國伊利諾伊州ADT公司研究開發。該公司當前已一項為期三年研發項目開展了6個月研究，並有望2011年底之前推出原型裝置。
金剛石因其超高硬度熱導率而被眾人所熟知。另外，金剛石其它一些特點讓它生物傳感器領域大顯身手。特別重要，金剛石表麵被極強碳氫鍵所覆蓋，這意味著它水非常穩定，這一點與矽等其它傳感器材料有很大不同。此外，氫原子可以被剝離下來並被抗體分子所取代。抗體分子與大腸杆菌等生物靶分子進行結合，就如鎖鑰匙那樣聯一起。
這種新器件帶有形如跳水板懸臂。每個懸臂長約100微米，安裝一塊半導體芯片上。金剛石懸臂規格高度統一，由納米晶顆粒組成。這些晶粒通過化學氣相沉積工藝製成，每個晶粒直徑約為2-5納米。任何金剛石懸臂表麵著陸生物分子可改變元件振動頻率，這可通過懸臂壓電反應轉變為電信號。
檢測100個細胞
為了保證信號足夠強，ADT公司正計劃每個傳感器上安裝多達50個懸臂。其一項挑戰將病原體進行富集，這樣即使極少量病原體也能檢測得出。他們初始目標，對於100微升液體存100個病原體細胞情況，也能檢測出來。該傳感器甚至可用來檢測各種不同靶分子——隻需每個懸臂上麵安裝不同抗體就可實現。
“我們希望將傳感器小型化，這樣它就可以像徽章那樣佩戴，或者可以掛脖子上”，研發負責人約翰卡萊爾如說。最終該設備將同時實現無線通信。這樣比如一個帶有傳感器消防員，就可以獲知一棟建築可能存某些危險情況，且這些信息也被發送到心反應小組。
盡管該項目完全受美國國防威脅降低局價值480萬美元合同資助，該企業表示傳感器還可應用非軍事領域方麵，比如說它可以確定水否可以安全飲用。卡萊爾甚至想對傳感器進行調整，以便它不僅能夠檢測水生物分子，還可對空氣傳播進行檢測。“機會相當可觀”，他說。
（來源：physicsworld 編譯：北京希波爾公司翟世超）
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