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西安交通大学:开发出用于眼部健康监测的自供电柔性有机柔性多路传感器

2022-09-13
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摘要 该集成器件成功地监测到了一天中不同时间点泪液中葡萄糖和Ca2+的浓度变化。这种自供电多路传感器件有望集成在隐形眼镜上,用于长期无创体内监测和疾病诊断。

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【西安交通大学:开发出用于眼部健康监测的自供电柔性有机柔性多路传感器】

近些年来,可用于实时监测人体健康情况和生物信息的生物电子器件受到了广泛关注。可穿戴器件虽已成功用于监测心电图、脉搏血氧、葡萄糖等,可以满足日常人体身体健康监测需求,但已有的可穿戴器件如手表、手环等体积较大,监测葡萄糖的器件仍为有创检测且为刚性,与人体皮肤兼容性差且受电源与器件稳定性影响,其寿命较短。能源供给是可穿戴电子器件发展的一个主要限制因素。下一代生物电子器件应具备自供电功能且摆脱笨重的外部电源和布线。目前已报道的用于可穿戴和可植入生物电子设备的纳米发电机和生物燃料电池的能量转换效率低且供电不稳定,难以满足复杂传感系统和信号传输系统的能量需求。


针对以上问题,西安交通大学金属材料强度国家实验室马伟教授联合电气学院王来利教授团队研发了一种由有机太阳能电池(OSC)自供电的基于有机电化学晶体管(OECT)的柔性多路传感器,该器件可在室内光驱动下用于监测泪液中葡萄糖和Ca2+的浓度。

该集成器件由溶液刮涂法和热蒸发的简单工艺制得,具有批量生产的巨大潜力。通过优化OECT沟道活性层的形貌,传感器对生物标志物的浓度变化有着显著响应。在不使用其他电路元件(如电阻器和电容器)的情况下,可以通过选择合适的OSC活性层和传输界面层来调制OSC的输出,满足OECT传感器的供电要求。传感器所得信号可以通过集成的NFC单元无线传输到便携设备。

该集成器件成功地监测到了一天中不同时间点泪液中葡萄糖和Ca2+的浓度变化。这种自供电多路传感器件有望集成在隐形眼镜上,用于长期无创体内监测和疾病诊断。


传感动态

【厦门成立智能传感器产业联盟】

近日,厦门火炬智能传感器产业联盟揭牌。该联盟由厦门火炬高新区产业联合会携手厦门火炬物联网孵化器有限公司共同发起成立,将基于厦门火炬高新区的产业基础及服务优势,联结以智能传感器为核心的物联网行业各方资源,搭建行业互动交流桥梁,推动消费电子、汽车电子、工业与机器人等物联网应用场景的产业化转型升级,助力智能传感器上下游生态圈的科技创新和发展。目前,联盟已汇集了首批60家产业上下游企业。


联盟通过“线上+线下”协同供需对接的形式,旨在进一步为企业拓宽市场渠道、优化资源配置。线上依托于“智慧火炬·供应链协作平台”的智能传感器展示专栏,为企业提供展示、采购、销售、物流、仓储、渠道、金融、商务、政务等系列资源;线下则通过面对面供需对接沙龙的开展,为企业提供展示、宣讲、对接、洽谈等场景,助力企业拓宽资源,形成产业上下游联动。

作为火炬传感器产业联盟的重要服务组成部分,“智慧火炬·供应链协作平台”在揭牌仪式上发布。此外,联盟也推出“产品供需对接会”系列线下活动,当天,12家传感器企业作为首次传感器供需对接会的主展商,参与现场对接。

感知技术作为物联网底层技术,是物联网产业实现的基础和前提,厦门已具备发展智能传感器的相应基础。厦门市“十四五”规划中提出,将全力打造以新一代信息技术为主的“5+X”重点产业,积极发展智能传感器产业是厦门信息产业发展新阶段的现实要求。目前厦门市相关传感器研发设计生产的产品已涉及工业智能制造、消费电子、汽车、海洋、生物医疗等领域,产业形态初步构建,2021年传感器产业产值规模约为60亿元。

【红外智驾技术再下一城 广汽埃安与高德红外深度合作】

9月2日晚,高德红外(002414)发布公告称,公司全资子公司轩辕智驾科技 (深圳)有限公司(以下简称“轩辕智驾”)近日收到广汽埃安新能源汽车有限公司(以下简称“广汽埃安”)的《零部件开发试制通知书》。


根据公告显示,轩辕智驾提交的红外(夜视)摄像头的技术方案能够满足广汽埃安的要求,可以先行开展开发试制的前期工作,由轩辕智驾承担通知书中红外(夜视)摄像头的制造供应任务。

高德红外表示,本次合作是继公司红外辅助驾驶系统成功应用在东风“猛士科技”豪华电动越野车前装项目后,又一次在国内乘用车红外前装项目上完成定点,后续将按车厂节点要求随车型量产。此次轩辕智驾与东风、广汽这两大国内主流车厂的深度合作,也将加速公司后续在乘用车、商用车领域与其他车企的合作进程。

据了解,早在2016年,高德红外开始布局汽车智驾领域,成立全资子公司轩辕智驾,致力于通过红外热成像技术,解决在各种复杂气候及路况条件下的可视化障碍等问题,规避驾驶者的视觉盲区,为驾乘安全保驾护航。

随着红外探测器晶圆封装技术的成熟,新一代红外热成像避障系统成本对比之前有明显下降,伴随着汽车“四化”的发展,国内几大乘用车厂商均已在自己的旗舰车型上规划红外辅助驾驶功能,完美解决现有智驾感知系统在某些场景下容易失效的缺陷,将成为自动驾驶感知方案的必选项。

高德红外作为国内唯一覆盖红外全产业链的民营高科企业,公司拥有完全“自主可控”的红外探测技术,在安防监控、测温检测、智能家居等多个领域已有广泛应用,位居全球红外市场的市占率第二。

高德红外表示,公司将持续聚焦红外科技,不断加强自主研发与科技创新能力,在完善产业链、提升批量化生产规模等方面提前布局,为红外技术大规模装车提供先决条件,大幅加速红外技术在车载应用领域的产业化进程,也将与各大汽车制造厂商共同打造智能驾驶、无人驾驶新生态,成为全方位车载安全解决方案的高科技企业。


【武汉光谷这个团队目前研制的量子点短波红外成像芯片进展顺利】

红外成像芯片是光传感技术的基础之一,被广泛应用于机器视觉、物质鉴别、生物成像等新兴领域。然而,受加工温度和单晶基板的限制,现有的红外成像芯片主要采用异质集成的方式实现红外光电二极管与硅基互联,面临工艺复杂、分辨率受限、大规模生产困难、成本高等问题。

“电子产品使用的硅基芯片主要工作于可见光波段,

成像距离受环境限制,弱光下成像效果差,难以分辨同色的不同物体。可见光与短波红外融合,就能够有更好的成像体验,如图像细节完整,夜晚成像清晰,而且短波红外穿透雨雪雾霾的能力极强,在恶劣天气中还能进行障碍预警。”高亮介绍,基于此,量子点红外探测器经过十几年的发展,其性能(探测波段、响应度、比探测率)已经接近传统材料器件的性能,拥有巨大的成本优势。他们团队正在做的,就是研发量子点短波红外成像芯片量产化技术,为光谷实验室技术孵化落地做出贡献。

研二学生张琳祥两年前加入这个团队,从此每天都“泡”在实验室。“我们要不间断地进行芯片工艺调试,探索适于自动化制备的最佳工艺窗口。”在不同的实验室,团队成员分别进行量子点合成、液相配体交换、浆料配制等流程,然后通过喷墨旋涂,制备量子点薄膜。“薄膜是关键,再通过全低温一体化集成,制作成红外探测芯片。”张琳祥介绍,他的工作就是通过不断测试芯片,找到一个更稳定、更合适的器件结构,即便在复杂的环境下,也能够保持器件性能。

团队有二十多人,结束暑期生活返校后,他们已经在实验室工作快一个星期了。“实验中我们碰到的失败数也数不清,就是在失败的基础上一点点摸索,一点点前进。”他们克服材料、结构、集成工艺等重重难题,从970纳米到1.3微米、1.55微米,再到目前的1.9微米,探测范围越来越广。

看着这些可喜的数据,张琳祥和同伴们很开心。“老师教导我们,研发过程中要沉下心,要有定力,把该做的工作做好。”

今年上半年,唐江教授团队与国内领军企业合作制备出一种适配硅基读出电路的顶入射结构的光电二极管,实现了30万像素、性能可媲美商用铟镓砷的短波红外芯片。这是国内首款硫化铅胶体量子点红外成像芯片,相关成果已发表在6月份的Nature Electronics期刊。

据介绍,红外光电二极管与硅基读出电路单片集成工艺简单、成本可控,且有望极大提升红外成像芯片分辨率。不同于高温外延生长的红外材料,硫化铅胶体量子点采用低温溶液法加工,衬底兼容性好,可与硅基集成电路单片集成。但现有相关器件结构存在不适配难题,其耗尽区远离入射光,导致器件外量子效率低。

唐江教授团队根据硫化铅胶体量子点的特性,设计出了适配硅基读出电路的顶入射结构光电二极管,通过模拟分析和实验优化器件结构,使耗尽区靠近入射光,实现光生载流子的有效分离与收集,从而提高器件外量子效率。

国内首款硫化铅胶体量子点红外成像芯片,具有可与商用铟镓砷芯片媲美的成像效果。同时,在水果检测、溶剂识别、静脉成像等方面,也具有广泛的应用潜力。

高亮说,“目前,高端短波红外成像芯片国外禁运,铟镓砷芯片正处于卡脖子现状。我们想早日做好中国人自己的量子点短波红外成像芯片,助力科技强国建设。”

据悉,光谷实验室运行一年多来,聚焦光电子技术与装备,争创国家实验室,瞄准未来智能时代的高端芯片、光电融合、异质异构集成、“感-存-算-通-动-能”一体化复杂巨系统等前沿科学与技术问题,开展长期稳定的基础与应用研究,围绕通信、传感、物联网、高端制造等重点行业发展的卡脖子难点问题,力争实现率先突破和国际引领,助推“武汉·中国光谷”走向“世界光谷”,成为国家在光电子领域的战略科技力量。


【前 8 个月我国进口集成电路 1.81 万亿元,增长 3.1%】

9 月 12 日消息,据中国半导体行业协会报道,从海关总署网站获悉,今年前 8 个月,我国出口机电产品 8.75 万亿元,增长 9.8%,占出口总值的 56.5%。其中,自动数据处理设备及其零部件 1.05 万亿元,增长 3.5%;手机 5553.9 亿元,增长 4.2%;汽车 2168 亿元,增长 57.6%。IT之家获悉,同期,进口机电产品 4.56 万亿元,下降 3.9%。其中,集成电路 1.81 万亿元,增长 3.1%;汽车(包括底盘)2405.6 亿元,增长 0.7%。

今年前 8 个月,我国进出口总值 27.3 万亿元,比去年同期(下同)增长 10.1%。其中,出口 15.48 万亿元,增长 14.2%;进口 11.82 万亿元,增长 5.2%;贸易顺差 3.66 万亿元,扩大 58.2%。按美元计价,前 8 个月我国进出口总值 4.19 万亿美元,增长 9.5%。其中,出口 2.38 万亿美元,增长 13.5%;进口 1.81 万亿美元,增长 4.6%;贸易顺差 5605.2 亿美元,扩大 56.7%。

8 月份,我国进出口总值 3.71 万亿元,增长 8.6%。其中,出口 2.12 万亿元,增长 11.8%;进口 1.59 万亿元,增长 4.6%;贸易顺差 5359.1 亿元,扩大 40.4%。按美元计价,8 月份我国进出口总值 5504.5 亿美元,增长 4.1%。其中,出口 3149.2 亿美元,增长 7.1%;进口 2355.3 亿美元,增长 0.3%;贸易顺差 793.9 亿美元,扩大 34.1%。


传感财经

【9月13日传感财经分析:红外传感器概念报涨,星帅尔(17.43,1.63%)领涨;医疗传感器概念报跌,汉威科技(18.53,-0.24,-1.28%)领跌;光学传感器概念报涨,韵达股份领涨】


9月13日盘后,红外传感器概念报涨,星帅尔(17.43,1.63%)领涨,睿创微纳(43.35,1.59%)、多伦科技(6.78,0.74%)、森霸传感(9.14,0.55%)等跟涨。

9月13日盘后,医疗传感器概念报跌汉威科技(18.53,-0.24,-1.28%)领跌,晶方科技(24.31,-1.18%)、北京君正(78.26,-0.22%)、光莆股份(11.43,-0.17%)等跟跌。

9月13日盘后,光学传感器概念报涨,韵达股份领涨,歌尔股份、美迪凯等跟涨。

相关光学传感器概念股:

韵达股份:

近5个交易日,韵达股份期间整体上涨4.37%,最高价为19.1元,最低价为17.32元,总市值上涨了23.51亿。

歌尔股份:

近5个交易日股价上涨0.64%,最高价为33.45元,总市值上涨了7.18亿,当前市值为1118.32亿元。

美迪凯:

光学光电子元器件龙头,主营业务涵盖各类光学光电子元器件的研发、制造和销售及提供光学光电子产品精密加工制造服务,产品主要应用干各类光学传感器及摄像头模组上,在超精密加工技术、晶圆加工技术等均有核心技术,苹果、华为海康威视等均为其朋友圈。

在近5个交易日中,美迪凯有2天下跌,期间整体下跌0.99%。和5个交易日前相比,美迪凯的市值下跌了4013.33万元下跌了0.99%。

英唐智控:

公司控股子公司英唐微技术专注于光电转换和图像处理的模拟IC和数字IC产品的研发生产,主要产品包括车载IC产品光电集成电路产品、显示设备的相关产品和光学传感器产品。其在日本与丰用、本出、尼桑、大发等日本汽车公司保持看一期稳定的合作关系。

近5个交易日股价下跌3.28%,最高价为6.43元,总市值下跌了2.27亿,当前市值为69.37亿元。

欧菲光:

公司长期从事于摄像头模组、光学传感器、光学镜头等光学光电产品的生产和销售,产品大部分应用于智能手机、平板、智能穿戴等移动终端以及车载摄像、安防监控等新型终端应用领域。

回顾近5个交易日,欧菲光有3天下跌。期间整体下跌4.73%,最高价为6.45元,最低价为6.3元,总成交量1.5亿手。


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