研究人员开发超灵敏石墨烯流量传感器有望在神经科学、新陈代谢方面取得更多突破

近日发表在《自然-通讯》杂志上的新研究，马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个科学家团队开发出了最薄、最灵敏的石墨烯流量传感器，这可能对医学研究和应用产生重大影响。

这些发现为将来在全电子，体内流监测中研究超低流生命现象铺平了道路，而超低流生命现象尚未在代谢过程，视网膜血流和神经科学中进行研究。

流量传感器又称流量计，是用来测量液体或气体流动速度的装置。生物流体的流动速度是一个关键的生理参数，但现有的流量传感器要么体积庞大，要么缺乏精度和稳定性。UMass Amherst团队开发的新型流量传感器是基于石墨烯，即以蜂窝状晶格排列的单层碳原子，从连续的流动中吸取电荷。这种现象提供了一种有效的流量传感策略，它是自供电的，其关键性能指标高于其他电学方法数百倍。石墨烯流量传感器可以检测到低至每秒一微米的流速，也就是每小时不到四毫米的流速，并具有区分毛细血管中血流微小变化的潜力。石墨烯流量传感器的性能稳定时间超过半年。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com

该团队创造的装置是第一个自供电和高性能的装置，它具有植入生物流体长期流量监测的潜力。最直接的应用可能是在医疗领域。将微型流量监测仪植入小血管中，比现有的流量计要简单和安全得多，因为后者不适合低流量测量，需要安装在较大的血管中。科学家和医生可能会发现这项研究对他们的研究和临床应用很有用，比如监测深脑血管中的血流速度，以了解控制血液流动的神经元功能。

石墨烯是开发该传感器的关键材料。石墨烯独特的内在特性组合，如超高灵敏度、超低电噪声、与水溶液的最小接触带电、出色的化学和机械性能稳定性等，使团队开发出高性能流量传感器。

研究团队下一步的工作包括：将流量传感器集成到自持式流量监控设备中，并探索该设备在医疗卫生领域的应用。