科研資訊

美國科學(xué)家發(fā)明可探索火星大氣的無動力滑翔機(jī)

美國亞利桑那大學(xué)和美國國家航空航天局的科研人員合作設(shè)計(jì)了一種無動力滑翔機(jī)，可用于探索火星的大氣和地質(zhì)信息。2022年7月，團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《航空航天》雜志上的一篇論文詳細(xì)介紹了火星滑翔機(jī)的初步設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以填補(bǔ)表面漫游車和軌道航天器之間的科學(xué)觀測空白。擬議中的飛機(jī)將配備傳感器和攝像頭，并利用風(fēng)能飛行數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天。

美國宇航局研究科學(xué)家、合著者Alexandre Kling在亞利桑那大學(xué)的一份聲明中稱，離地面幾公里是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。

Kling 表示：“這是地表和大氣之間所有交換發(fā)生的地方，塵埃被收集并送入大氣，并混合了微量氣體，我們只是沒有太多關(guān)于它的數(shù)據(jù)。”

團(tuán)隊(duì)展示的概念飛機(jī)重量僅有5 公斤，翼展為3.4 m。它可以被裝入一顆小型衛(wèi)星中，作為更大任務(wù)的一部分運(yùn)送到火星，然后像折紙一樣展開或膨脹到最終尺寸。研究人員還在考慮通過氣球或飛艇將其送入大氣層，這些氣球或飛艇可以充當(dāng)飛機(jī)的停靠站。

滑翔機(jī)的想法摒棄了太陽能電池板和電池，并使用了火星上已經(jīng)很豐富的資源：風(fēng)。這可以采取“動態(tài)翱翔”的形式，這是地球上信天翁使用的一種飛行技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)表示：“動態(tài)飆升看起來就像滑雪者用來控制下山的S形圖案。然而，每次滑翔機(jī)改變方向時(shí)，它也開始改變高度，而不是減慢滑翔機(jī)的速度，這種機(jī)動有助于它加速。”

香港大學(xué)開發(fā)可穿戴傳感器可監(jiān)測疾病

2022年8月10日，香港大學(xué)工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)宣布開發(fā)了一個(gè)可以讀取人體微弱電化學(xué)信號的可穿戴微型生物電子傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于測量糖尿病、心血管疾病以及心理健康狀況等個(gè)性化健康監(jiān)測。團(tuán)隊(duì)已成立初創(chuàng)公司，把嶄新技術(shù)推廣應(yīng)用作市場化發(fā)展。

這款名為“用于電化學(xué)晶體管的定制化電子表征系統(tǒng)”（PERfECT, Personalised Electronic Reader for Electrochemical Transistors）的傳感器由港大電機(jī)電子工程系助理教授張世明帶領(lǐng)智能可穿戴課題組（WISE）研發(fā)，是全球同類技術(shù)中最細(xì)小的系統(tǒng)。體積為1.5 cm×1.5 cm×0.2 cm，重量 為0.4 g，能輕便附于可穿戴的智能手表及醫(yī)療貼片上，持續(xù)檢測健康信號，例如糖尿病人的血糖水平、血液甚至汗液中的病毒抗體濃度等。張教授表示，該系統(tǒng)極為小巧、柔軟，佩戴者不易察覺，可以持續(xù)監(jiān)測身體狀況，這意味著它有潛力推進(jìn)醫(yī)療檢測技術(shù)的變革。

新技術(shù)使可穿戴有機(jī)電化學(xué)晶體管向?qū)嶋H應(yīng)用邁出一大步。有機(jī)電化學(xué)晶體管因其良好的水穩(wěn)定性以及在低工作電壓（毫伏）下獲取高靈敏度的能力被科學(xué)界認(rèn)可為下一代可穿戴傳感技術(shù)，PERfECT系統(tǒng)正好填補(bǔ)了實(shí)現(xiàn)有機(jī)電化學(xué)晶體管可穿戴表征的空白。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣率與商用設(shè)備不相上下，高達(dá)每秒20萬次，但價(jià)格僅為其十分之一。此外，PERfECT也可以測量其他各類型的低壓晶體管，例如傳統(tǒng)的場效應(yīng)晶體管傳感器。

張教授分享，他從2013年便開始從事可穿戴健康技術(shù)研究，當(dāng)時(shí)還是博士生，WISE開發(fā)出PERfECT系統(tǒng)得益于組內(nèi)獨(dú)特的跨學(xué)科研究文化，有來自電機(jī)及電子工程、微電子、軟件工程，應(yīng)用化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等多個(gè)領(lǐng)域成員，希望能吸引更多有興趣的本科生和研究生參與。該課題組的學(xué)生已經(jīng)贏得多個(gè)獎項(xiàng)。張教授補(bǔ)充說：“WISE的愿景是通過開發(fā)下一代智能可穿戴診療技術(shù)，促進(jìn)從‘以醫(yī)院為中心’向‘以人為中心’的健康診療體系變革。”

科學(xué)家開發(fā)出能夠長期連續(xù)成像、具有生物粘附性的超聲裝置

美國麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出能夠長期連續(xù)成像、具有生物粘附性的超聲裝置。該研究成果于2022年7月28日發(fā)表在Science雜志上，題為Bioadhesive Ultrasound for Long-Term Continuous Imaging of Diverse Organs。

研究人員研發(fā)了一種生物粘附超聲（BAUS）裝置。它具有一個(gè)薄而堅(jiān)硬的超聲探頭，通過一種具有生物粘附性的水凝膠-彈性耦合劑粘附在皮膚上。這種探頭每平方厘米有400個(gè)元件，以保證動態(tài)情況下能夠進(jìn)行長期應(yīng)用。BAUS裝置可對多種器官（包括血管、肌肉、心臟、胃腸道和肺等）進(jìn)行48小時(shí)的連續(xù)成像，并將圖象傳送到超聲平臺上。這種超聲裝置可用于多種疾病的診斷和監(jiān)測。