英科研人員通過模擬蜘蛛腿結構研發出新型傳感器

2021-01-16 學術幫

蜘蛛雖無法讓人類擁有「蜘蛛俠」般的超能力，卻能啟發新奇發明。英國《Nature》雜誌10日在線刊登的一份報告說，科研人員通過模擬蜘蛛腿上的一個精妙結構，開發出一種靈敏度很高的機械傳感器。

蜘蛛捕食通常是趴在纖細的蛛網上「守株待兔」。在這一過程中，敏感地發現蛛網上極輕微的振動至關重要，秘密武器就是其腿部的傳感器。韓國首爾大學的一個研究團隊報告說，他們發現，蜘蛛腿部有一個獨特的裂縫結構，在受到哪怕很輕微的外力作用時，位於其外骨骼上的這個裂縫就會相應地開合，從而檢測到周圍環境中的極小振動。

研究團隊模擬這個裂縫結構，利用鉑薄膜製作出一種機械傳感器，通過計算裂縫的開合程度及其造成的導電率變化，來監測聲波帶來的微小振動。

在實驗中，研究人員將這種傳感器置於小提琴上，發現它能測量琴弦振動強度並將這些振動轉化為數位訊號，準確記錄每一個音符的諧振頻率。連接到實驗者頸部時，這個傳感器還可以通過檢測振動識別簡單的詞語，比如，「走」「跳」「停」等電子遊戲常用指令。

研究人員說，這款傳感器不僅靈敏度高，而且輕便、靈活，未來可用於可穿戴電子產品。除娛樂功能外，它還有望用於醫療設備，比如戴在手腕上測量心跳，提供心臟舒張和收縮的關鍵信息等。

原文：Ultrasensitive mechanicalcrack-based sensor inspired by the spider sensory system

http://www.nature.com/nature/journal/v516/n7530/full/nature14002.html

關注學術，關注科研，請加微信：xueshubang

歡迎分享，轉載請註明

相關焦點

  • 我國科研人員研發出惡性瘧疾新型抑制劑
    據中科院網站1月9日消息，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心劉青松課題組和中國科學院上海巴斯德研究所江陸斌課題組合作研發出針對惡性瘧原蟲PfPI4K激酶的新型高活性、高選擇性的小分子抑制劑CHMFL-PI4K-127。
  • 我國科研人員研發出針對惡性瘧疾的新型激酶抑制劑
    據中科院網站1月9日消息，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心劉青松課題組和中國科學院上海巴斯德研究所江陸斌課題組合作研發出針對惡性瘧原蟲PfPI4K激酶的新型高活性、高選擇性的小分子抑制劑CHMFL-PI4K-127。相比較傳統的抗瘧疾藥物只能清除紅內期的瘧原蟲，該新型抑制劑不僅能夠同時清除紅內期以及潛伏肝內期瘧原蟲，而且能夠殺死多種臨床上耐藥的惡性瘧原蟲。
  • 2018最新研發出的傳感器大盤點
    打開APP 2018最新研發出的傳感器大盤點 工程師周亮 發表於 2018-09-04 17:26:41 傳感器作為檢測裝置，能感受到被測量的信息
  • 穗科研人員研發出區別單核苷酸多態性生物傳感器
    中新網廣州9月5日電(楊薇 朱丹萍)筆者5日從中科院廣州生物醫藥與健康研究院獲悉，該院研發出一種可區別單核苷酸多態性(SNP)的核酸檢測生物傳感器。該研究是由中科院廣州生物醫藥與健康研究院曾令文研究組完成，他們研發出一種基於核酸等溫鏈置換反應技術、T4連接酶反應與膠體金技術的可區別單核苷酸多態性的核酸檢測生物傳感器。
  • 中美研究人員研發新型超級電容器 功率高/充電速度快
    蓋世汽車訊 據外媒報導，美國賓夕法尼亞州立大學（Penn State）以及中國兩家大學（閩江學院和貴州教育學院）的研究人員表示，基於氧化錳研發出一種新型超級電容器，能夠將電池的存儲容量與其他超級電容器的高功率和快速充電特點相結合。
  • 新型光學傳感器模仿人眼感知更逼真
    據《應用物理快報》近日報導，美國俄勒岡州立大學在新型光學傳感器研發上取得重大進展。他們開發出一種新型光學傳感器，可更逼真地模仿人眼感知物體變化的能力。這一成果有望帶來圖像識別、機器人技術和人工智慧等領域的重大突破。
  • 研究人員開發出可檢測微弱信號的新型傳感器
    研究人員開發出可檢測微弱信號的新型傳感器引入噪聲以改善微弱信號是動物領域中常見的傳感現象。然而，在人造傳感器的情況下卻較難辦到。與大多數傳感器（噪聲是應減少的主要問題）相反，研究人員觀察到引入確切數量的背景噪聲實際上可以增強信號，使信號太弱而無法被標準傳感器感知到。可以檢測到的水平。雖然研究人員的傳感器基於稱為二硫化鉬的2D材料，能夠檢測光，但相同的原理也可以應用於檢測其他類型的信號。與傳統傳感器相比，由於傳感器所需的空間和能量非常有限，因此可以廣泛地適應新興的物聯網（IoT）。
  • 科研人員研發出新型高效低成本鉀離子電池技術
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院先進集成技術研究所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團隊成功研發出了一種新型高性能、低成本的鉀型雙離子電池技術
  • 模擬壁虎腳部結構 科學家開發出疏水粘合材料
    但實際情況是，如果不藉助任何工具的話，僅靠人類自身是無法緊貼著牆面進行運動的，因為這項特殊的技能與每一種生物的身體結構密切相關。事實上，壁虎之所以能夠緊貼著牆面爬行，主要有兩個原因。第一個就是它們的腳趾粗大，指趾下的皮膚形成了很多橫褶，能夠起到吸盤的作用，使它們附著在牆壁上卻又掉不下來。
  • 快訊 | GHDDI會同清華大學藥學院現向全社會科研人員免費開放藥物研發資源,助力攻克新型冠狀病毒
    GHDDI會同清華大學藥學院，將充分發揮紮實的疾病和藥學基礎研究，先進的藥物研發水平、平臺設施以及國際頂尖資源等優勢，除在內部積極投入針對新型冠狀病毒的藥物研發以外，免費高效的開放給全社會科研人員，共同加速新型冠狀病毒藥物研發。
  • 新型生物傳感器:可實時監測「器官晶片」中的含氧量!
    導讀近日，美國北卡羅萊納州立大學的研究人員採用一種新型生物傳感器，在「器官晶片」系統中實時監測含氧量，使該系統能更加近似地模仿真實器官的功能。它能在體外模擬某個人體器官或者整個器官系統的活動、力學與生理反應，也可以說是一種人造器官。器官晶片在生命科學和醫學研究、新藥研發、個性化醫療、毒性預測和生物防禦等領域都具有廣泛應用前景。接下來，我們以藥物研發為例，簡單描述一下器官晶片的作用。藥物研發是一個非常耗時、耗力、耗資的過程。一般來說，研究人員會用動物（小白鼠）實驗來模仿人體實驗。
  • 中科院科研人員在新型半導體雷射器研發上取得進展
    記者從中國科學院長春應用化學研究所了解到，研究員秦川江聯合日本科研人員，在製作新型半導體雷射器的研發上取得進展，為下一步半導體雷射器更穩定工作提供重要支撐。該成果於9月2日在《自然》期刊上發表。如何讓鈣鈦礦半導體雷射器在室溫下輸出更穩定，成為該研發領域的重要課題。針對這一重要課題，秦川江團隊與日本九州大學安達千波矢團隊開展國際合作，歷時5年取得重要進展。團隊採用特殊設計的鈣鈦礦材料，製作出高效半導體雷射器。秦川江介紹，鈣鈦礦半導體雷射器只能在低溫條件下（零下153攝氏度附近）穩定工作，在室溫下工作數分鐘後，雷射便會消失，主要源於鈣鈦礦中存在一種名為「三重態激子」的物質。
  • 科研人員研發出可快速製造微型機器人的膠質磁性噴霧
    在自然界，很多生物本身沒有較好的運動能力，但是它們可以通過寄生或吸附的方法利用其他生物或物體到達自身難以企及的地方，比如，有一種彩蚴吸蟲能夠感染蝸牛並控制蝸牛違背原來的生活習性爬到高處。
  • 通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結構 歐洲科學家開發一種新型飛機機翼
    通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結構歐洲科學家開發一種新型飛機機翼（神秘的地球uux.cn報導）據cnBeta：通過近距離接觸鳥類飛行的錯綜複雜的機械結構，科學家們不斷解開可以幫助他們追求先進空氣動力學的秘密，這可能包括產生更少噪音的飛機。
  • 中科院科研人員在新型半導體雷射器研發上取得進展
    新華社長春9月3日電（記者孟含琪、李典）記者從中國科學院長春應用化學研究所了解到，研究員秦川江聯合日本科研人員，在製作新型半導體雷射器的研發上取得進展，為下一步半導體雷射器更穩定工作提供重要支撐。該成果於9月2日在《自然》期刊上發表。
  • 我國科研人員研究出新型無氯氟化學發泡劑—新聞—科學網
    聚氨酯產業有望迎來綠色發展   作為用途廣泛的合成材料，聚氨酯的全球消費量預計2018年將達到2860萬噸，中國的聚氨酯消費量約佔全球的
  • 傳感器熱點：澳門大學成功研發新型微流控技術
    【澳門大學成功研發新型微流控技術】　　澳門大學微電子研究院的團隊研發出一種於微晶片上加樣的新型技術，不但優化了晶片上配液的操作，還極大的提高了配液效率，將有望用於可攜式生化實驗分析設備的開發，實現科技成果轉化，助力大灣區科技創新建設
  • 科研人員研發出新型c-KIT激酶耐藥突變選擇性抑制劑
    近日，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研究員劉靜課題組和劉青松課題組研發出新型c-KIT激酶耐藥突變（c-KIT T670I）選擇性小分子抑制劑
  • 西媒:研究人員研發新型納米機器人 可通過注射進入人體
    新華社北京3月12日新媒體專電 西媒稱，美國賓夕法尼亞大學和康奈爾大學的研究人員利用最新的納米技術，在幾個星期內創造出了一支數以百萬計納米機器人組成的大軍。西班牙《阿貝賽報》網站3月10日報導稱，幾位科研人員在本周于波士頓舉行的美國物理學會會議上展示了他們這一科研成果。
  • IBM研發模擬人腦神經元結構計算機 有望具備人類學習能力
    上周的《科學》雜誌用封面報導的形式，介紹了美國IBM公司新近研發出的一種模擬人腦神經元結構的計算機晶片「TrueNorth」。這一美國國防部資助、康奈爾大學等科研機構參與研發的新型計算機，完全不同於此前所謂的「人工智慧」——無論是戰勝西洋棋大師的「深藍」，還是通過了圖靈測試的「尤金·古特曼」，都是依靠事先儲存大量數據的方式來「偽裝」博學，而IBM的新式神經元計算機則從硬體構架上模擬了人類神經系統，有望真正具備人類的學習能力。當然，在大腦的秘密完全被揭開之前，神經元計算機也不太可能完全模擬人腦。