小到一个分子！研究人员开发一种微小的压电电阻器-德赢Vwin官网网

使用压阻的电子传感器在许多设备中都很常见，包括汽车、医疗可穿戴设备和智能手机。现在，澳大利亚的研究人员开发了一种微小的压电电阻器，小到一个分子，可以实现一系列全新的应用。

该研究的作者之一、澳大利亚科廷大学的分子电子学研究员Nadim Darwish说，除了压阻器的小尺寸外，它的分子基础也是新的。“现有压电电阻器的基底由固态、硅树脂或其他类型的晶体制成……但我们使用的是有机分子，主要由碳制成……（这意味着它们）可以与其他分子和生物分子（如蛋白质和酶）偶联。”

例如，这将使传感器在检测疾病的生物传感器中发挥作用。在化学传感器、人机接口和健康监测设备方面，或可还包含其他可能的应用。研究人员的论文（https://www.nature.com/articles/s41467-023-41674-z）于10月3日发表在《自然通讯》上。

该传感器基于一种名为牛价烯的碳氢化合物分子，该分子具有10个碳原子和10个氢原子。牛价烯看起来是一个稳定的分子，但表现出一些特殊的行为——它的碳原子在内部不断地相互改变位置。该研究的合著者、纽卡斯尔大学的有机合成专家Thomas Fallon将其比作一根同时自发改变形状、长度和特性的电线。

当机械应变时，牛价烯分子的形状会转变为不同的形式，称为异构体；这种情况发生得非常快，而且异构体具有不同的电阻，从而改变了电流。悉尼科技大学物理化学研究员、合著者Jeffrey Reimers说：“你不希望你的身体发生这样的变化，也不希望汽车发动机的部件每秒重新排列3000次。我们发现了一些通常会成为灾难的东西的用途。”

Bullvalene形状变化的速度是传感器工作的基本原理。然而，如果不能在毫秒的时间尺度上对其电阻进行合理的测量，那么将毫无意义。Fallon说，这就是实验开始的地方，看看研究人员是否能实时检测到分子形状的变化。“如果我们能做到这一点，那么我们将来可以做更多的事情。”

研究人员使用扫描隧道显微镜（STM）技术进行测量。STM显微镜是一种非常专业的设备，可以使用电压脉冲获得原子级的分辨率。STM不使用光束或电子束，而是使用一种称为电子隧道的量子力学过程。一个超锋利的导电尖端（在这种情况下，由金制成）位于距离样本不到1纳米的位置，扫描表面。向STM尖端施加小电压可以使电子穿过间隙。隧道电流的变化可以分解为原子表面的图像。

Darwish说：“你可以把它看作一种替代的感知方式。”通过检测这种分子传感器中的电阻如何变化，当它与蛋白质或酶等生物分子偶联时，就有可能检测这些蛋白质或酶的变化。

研究人员强调，在这一点上来看，目前还处于基础研究阶段，而不是一种可以进入市场的功能性设备。他们的工作包括多个专业，Reimers总结道：“Thomas[Fallon]制造了分子；Nadim[Darwish]把它们放在STM上并进行测量；我vwin 了所有可能涉及的化学结构、速率和过程；Daniel[Kosov]做了量子物理学，根据我产生的结构计算出电导率。”

要使该设备实用，需要去掉STM，并将该技术转移到一个廉价的平台上，该平台可以在病理学实验室或医生工作室使用，也可以在航天器上实时分析其身体上的应力，等等。研究人员已经在做这方面的工作了。

Darwish说：“现在还有其他技术正在开发中，比如电极间隔几纳米的纳米阵列，可以相结合。” 他觉得他们离创造一个功能性设备不远了。自从他们目前的论文发表以来，该团队在开发一种可以放在小芯片上的牛价烯薄膜方面取得了进展。他们称之为单分子水平的下一个合乎逻辑的步骤。

审核编辑：彭菁

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

电阻器

电阻器

+关注

关注
21

文章
3779

浏览量
62112
显微镜

显微镜

+关注

关注
0

文章
558

浏览量
23019
生物传感器

生物传感器

+关注

关注
12

文章
368

浏览量
37363
可穿戴设备

可穿戴设备

+关注

关注
55

文章
3814

浏览量
167004

原文标题：研究人员开发变形分子产生微小的压阻打造新型传感器应用

文章出处：【微信号：IEEE_China，微信公众号：IEEE电气电子工程师】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

SMD电阻器与传统电阻器的区别

在现代电子制造领域，电阻器是最基本的被动元件之一，它们用于限制电流和分压。随着电子技术的发展，电阻器的封装形式也在不断演变。SMD（表面贴装器件）电阻器和传统

发表于 12-04 14:22 •154次阅读

非线性电阻器是一种其阻值与通过它的电流或两端电压不是线性关系的电阻器

非线性电阻器是一种其阻值与通过它的电流或两端电压不是线性关系的电阻器。在理想的线性电阻器中，电阻值是恒定的，即

发表于 10-24 11:07 •216次阅读

力敏电阻器跟压敏电阻器的区别是什么

力敏电阻器和压敏电阻器是两种不同类型的电阻器，它们在电子电路中有着各自的应用。以下是关于这两种电阻器

发表于 09-25 09:27 •401次阅读

负载电阻器是一种电子元件，用于限制流过电路的电流量

电阻器

深圳崧皓电子
发布于 :2024年07月08日 07:19:25

研究人员提出一种电磁微镜驱动系统

领域。MEMS微镜作为一种微光机电系统（MOEMS），已广泛应用于医疗、汽车、消费和军事电子等众多领域。当前，业界对具有广阔前景的小型激光雷达的需求不断增长。之前，已有研究开发了大量使用电热、静电、

发表于 07-02 17:04 •1.1w次阅读

虚拟负载是一种电阻器

电阻器

深圳崧皓电子
发布于 :2024年06月28日 07:08:01

什么是负载电阻器？

负载电阻器是一种电子元件，用于限制流过电路的电流量。使用高瓦数灯泡时，使用负载电阻器很重要，因为它们会消耗大量电流并损坏您家中的电线。在本文中，我们将回答有关负载电阻器的

发表于 06-07 09:12 •677次阅读

压敏电阻器是在规定温度下,当电压超过某一临界值时电导随电压的升高而急速增大的一种电阻器

压敏电阻器是在规定温度下,当电压超过某一临界值时电导随电压的升高而急速增大的一种电阻器。压敏电阻器的伏安特性是非线性的,因此,压敏

发表于 06-06 08:21 •488次阅读

一种可实现稳定压力传感的新型可拉伸电子皮肤

现有的电子皮肤会随材料拉伸而降低传感精度。美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员开发出一种新型可拉伸电子皮肤，解决了这项新兴技术的一个主要难题。

发表于 05-09 09:07 •460次阅读

厚膜高压电阻器应用

篇文章中，我们将讨论选择电阻器时要考虑的关键问题。电压泄放电路泄放电阻器是一种安全装置，旨在防止维护和维修人员触电。其目的是在关闭时消散剩余电荷。泄放

发表于 03-14 07:38

使用高压电阻器进行设计的 10 个技巧

高压电阻器设计的10 个技巧 - 技术文章 (eepower.com) 优化的策略在设计周期的早期优先考虑关键组件的定义和测试。高压电阻器就是这样一种元件。以下是使用高

发表于 03-07 08:14

耐脉冲电阻器可以处理高浪涌

高脉冲功率或电流的器件，以及何时使用专为高电压设计的器件。在薄膜电阻器领域，这是一个需要理解的关键问题，因为每种类型的电阻元件的设计与另一种

发表于 03-06 10:25

金属膜电阻器一般为五个环允许误差为

金属膜电阻器是一种常见的电子元器件，其主要通过调整电阻值来实现对电路的控制。在电路设计和制造中，金属膜电阻器扮演着重要的角色。本文将从金属膜电阻器

发表于 01-31 10:43 •680次阅读

薄膜电阻器和厚膜电阻器之间有哪些差异呢？

的基本概念和用途 电阻器是一种用于调节电路中电流的元件。它能够控制电路中的电阻值，使电流按照设计要求进行传输。电阻器在电子设备中广泛应用于精密电路的调节、限流等方面。薄膜

发表于 01-30 17:26 •1029次阅读

分流电阻器的应用

尽管分流电阻器存在一定局限性，如引入寄生元素和缺乏内置隔离等，但通过精心设计和采取减轻措施可以解决这些挑战。分流电阻器仍是电气设计中的一种强大工具，提供高精度的电流测量和控制。通过充分

发表于 12-23 11:30 •745次阅读

搜索历史

小到一个分子！研究人员开发一种微小的压电电阻器

评论

SMD电阻器与传统电阻器的区别

非线性电阻器是一种其阻值与通过它的电流或两端电压不是线性关系的电阻器

力敏电阻器跟压敏电阻器的区别是什么

负载电阻器是一种电子元件，用于限制流过电路的电流量

研究人员提出一种电磁微镜驱动系统

虚拟负载是一种电阻器

什么是负载电阻器？

压敏电阻器是在规定温度下,当电压超过某一临界值时电导随电压的升高而急速增大的一种电阻器

一种可实现稳定压力传感的新型可拉伸电子皮肤

厚膜高压电阻器应用

使用高压电阻器进行设计的 10 个技巧

耐脉冲电阻器可以处理高浪涌

金属膜电阻器一般为五个环允许误差为

薄膜电阻器和厚膜电阻器之间有哪些差异呢？

分流电阻器的应用