傳感新品

【南京大學：研究醫用導管水凝膠涂層實現組織溫度實時傳感】

醫用外科導管在醫學領域被廣泛使用，不僅可直接輸送藥物至特定組織，也可引流手術部位積液以防炎癥物質累積。但是，感染常發于導管與組織交界處。例如顱腦、腹腔和尿道植入引流導管引發感染的概率分別為43.5％、51.8％和80％以上。此外，未能及早監測出植入引流管引發的感染易導致機體出現不可逆的組織損傷及認知行為異常，尤其腦室引流引發的感染可能增加患者的死亡率。

植入部位感染初期顯著特征是原位溫度升高，而臨床診斷常使用體溫或核心溫度，具有滯后性及2~4 ℃的誤差。因此，在植入導管部位進行原位溫度監測對于及早診斷和干預感染發生至關重要。

臨床上通常采用植入附加設備來采集植入導管后原位溫度變化。然而，當通過手術移除該附加設備時易造成植入部位的二次損傷，同時植入附加設備增加患者的就醫成本。近來研究將溫度傳感器陣列耦合在導管表面進行溫度監測，但該溫度傳感器與軟組織的機械性能不匹配，易導致植入部位出現組織損傷。

成果簡介

近日，南京大學張曄課題組開發設計了一種實時溫度感應的水凝膠涂層，應用在醫用外科導管的外表面上來對包括顱腦、腹腔和尿道在內的各植入部位進行感染監測。該水凝膠涂層實現了2.90% ℃?1的電阻溫度系數，在可植入溫度感應設備中處于領先地位，且傳感性能在各種重復變形和整個植入周期內保持穩定。此外，水凝膠涂層在機械性能上與人體組織匹配，改善了導管與組織的接觸界面。在腦部感染模型中，傳感器第一時間監測到異常的局部溫度信號，并提供前期預警以應對危險情況，極大地改善了個體存活率和發育狀況。

圖1 溫度傳感水凝膠涂層示意圖

溫度傳感涂層由聚丙烯酰胺/聚丙烯酸/殼聚糖三網絡水凝膠組成。水凝膠中的載流子在交變電場作用下形成穩定的離子流，利用離子傳輸的熱激活原理實現溫度響應，即溫度升高后更快的離子傳輸速率表現為水凝膠更低的電阻，進而實時反映導管植入部位的溫度變化，并在感染時發出警告（圖1）。

圖2 溫度傳感水凝膠涂層的形貌表征

溫度傳感水凝膠可以均勻涂覆在各種醫用導管的表面，包括導尿管、鼻胃管、腦室引流管等，涂層與導管緊密接觸，界面處沒有明顯的縫隙。作為電極的碳納米管纖維附著在導管兩側，起到信號傳輸的作用。水凝膠涂層的整體厚度為100 μm，不影響導管的正常使用（圖2）。

圖3 水凝膠涂層的溫度傳感性能

溫度傳感水凝膠能夠實現從34 °C到42 °C的連續監測，涵蓋了人體溫度變化的范圍，且在多次監測循環內具有優異的重復性。其溫度電阻響應系數實現高達2.90% °C?1 (R2 = 0.998)的同時，測量精度可以達到0.1 °C，在各種模擬體內液體環境中也能達到相應的水平，這樣高水平的溫度電阻響應系數，與商業傳感器和文獻報道的植入式溫度傳感器相比具有明顯優勢。導管在分別經受插拔循環、90°扭轉、90°彎曲和10%擠壓變形10000個循環后，傳感性能依然保持穩定（圖3）。這種高靈敏度、高準確性和高穩定性，確保了水凝膠涂層在動態生理條件下對感染部位的溫度變化準確監測并給出預警。

圖4 導管-組織界面炎癥分析

研究人員進一步評估了水凝膠涂層的生物相容性和界面匹配性（圖4）。對比對照組、普通導管組和水凝膠涂覆導管組植入顱腦2天和7天的界面組織病理結果，經過蘇木精和伊紅（H&E）的染色分析，以及評估活化的小膠質細胞標志物（IBA-1、CD68）及星形膠質細胞標志物（GFAP）的表達水平，發現水凝膠溫度感應涂層的引入降低了普通導管引發的局部炎癥，與空白對照組沒有明顯差異。

圖5 溫度傳感水凝膠涂層在顱腦感染監測中的應用

在大鼠顱腦感染模型中，局部腦溫在30分鐘內從35.08 ℃上升至36.57 ℃，在水凝膠涂層溫度傳感的實時監測下，顱腦感染的大鼠及早受到干預治療，40分鐘后大鼠顱腦溫度恢復正常。由于大腦原位溫度監測的及時性和準確性，大鼠的存活率提高到90%。未有水凝膠溫度傳感器的早期預警及干預治療，顱腦感染的大鼠存活率僅為60%，且顱腦的神經元凋亡明顯增加，通過曠場實驗發現其認知行為出現異常（圖5）。這些結果表明，與傳統的體表溫度監測相比，水凝膠涂層原位溫度感應對植入導管引發的感染具有及早發現和干預的重要意義。

總結展望

該工作通過設計開發了一種用于醫療導管的溫度傳感水凝膠涂層，實現了對大腦、腹腔和尿道等各植入部位溫度的原位實時監測，對于醫療導管引發感染的早期預警具有重要價值。未來可在涂層中擴展集成多種生物信號的監測，將對個性化預防、診斷和智能醫療導管的應用具有重要意義。

傳感動態

【傳感器：智能時代的“慧眼”！人民日報發文→】

如果把智能系統比作“人”，那么傳感器就是“人”的感覺器官。不同類型的傳感器，感知周圍環境并把數據傳遞給系統進行計算，對情況進行實時分析、判斷和應對。隨著數字化智能化不斷深入，各式各樣傳感器的用武之地大為拓寬，為人類創造美好生活發揮著巨大作用。

一部智能手機里有上百個傳感器：有用于攝像的CMOS圖像傳感器，有用于檢查環境明暗的環境光傳感器，還有用于導航的地磁傳感器、陀螺儀，等等。正是基于這些傳感器，手機里的各種應用軟件才能流暢工作，手機才能成為集工作、生活、娛樂于一體的便攜式智能設備，帶來人們生活方式的巨大變化。風云衛星上的可見和紅外光電傳感器，能夠不分晝夜地獲取大氣信息，精準預測天氣，甚至在月球上、火星上都有傳感器工作，幫助人類探索宇宙奧秘。

比人的感官更敏銳、更強大

傳感器是信息系統的“慧眼”。它就像人類的眼睛、耳朵、皮膚等器官一樣，感知周圍環境，幫助我們認識多姿多彩的世界。不同之處在于，傳感器比人的感官更敏銳、更強大。客觀世界所包含的信息多樣程度，遠遠超出我們感官的能力范圍。人的眼睛無法觀察紅外輻射和紫外輻射，耳朵聽不見次聲波和超聲波，對于“不見蹤影”卻時刻產生影響的磁場也無法感知。這些超出感官范圍的信息，傳感器都能“感受”到。

隨著生產力發展，人類越來越需要全方位地感知世界。1821年，科學家利用材料因溫差產生電壓的原理，研制出世界上第一個傳感器——溫度傳感器。最初，人們直接利用光、熱、電、力、磁等物理效應制備各種傳感器，這些傳感器尺寸大、靈敏度低、使用不方便。上世紀70年代，出現了將敏感元件與信號電路進行一體化設計的集成傳感器，如熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。這類傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，輸出模擬信號。上世紀末開始，數字化傳感器快速發展，通過“模擬/數字”轉換模塊，實現數字信號輸出。數字化傳感器集成智能化處理單元，可以自動采集、處理數據，并能根據環境自動調整工作參數，數碼相機中的光敏元件就是其代表產品。

總的來說，傳感器的工作原理是某些物質的電學特性會隨環境因素變化。例如鉑在不同溫度下電阻率不同，硅在可見光照射下電阻會減小，石英受到壓力后表面會產生電荷，等等。利用電阻與溫度的對應關系，可以制成溫度傳感器，進一步給敏感元件添加隔熱結構，依據敏感元件溫度變化與紅外輻射能量之間的關系，可以制成紅外傳感器。在此基礎上，還可以根據目標溫度與紅外輻射能量之間的關系，制造出非接觸測溫傳感器。人們熟悉的用來測量體溫的額溫槍就利用了這一原理。借助豐富的物理和化學效應，人們制備出靈敏度比狗鼻子高1000倍、可以“聞到”氣體分子的“電子鼻”，以及可以在黑夜中觀察物體的紅外相機等種類豐富、功能強大的傳感器。

沒有傳感器就沒有數字化、智能化

數字化是對事物屬性的量化，并用數字將其表達為抽象結果。借助現代信息技術，人們可以存儲、處理、傳播各種數字化信息。傳感器可以將事物蘊含的各種信息轉換成電信號，并利用數模轉換電路將電信號用數字表達，是數字化的有效工具。當你拿出手機拍照片或視頻時，光敏傳感器會將接收的光強度信號轉換成電信號，再按一定的規則用數字表達、存儲，最終形成手機屏幕上的影像。

數字化基于傳感器獲取信息。數字化系統需要處理的信息量非常龐大，僅靠人工或者傳統設備無法獲取，憑借傳感器則能夠實時、高效、精準、快速地獲取，于是有了城市大數據、天氣大數據、醫療大數據、農業大數據等。利用各類傳感器，人們可以召開遠程會議、學習網絡課程、掃碼支付甚至直播帶貨，由此發展出數字經濟業態。數字經濟涉及的云計算、物聯網、人工智能、5G通信等各類技術，都與傳感器息息相關。

沒有傳感器就沒有數字化和智能化。傳感器是智能化系統的第一關，它的水平決定了智能化系統及其儀器設備的水平。傳感器技術已經成為國際上信息高端器件領域的研究前沿，在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等領域均發揮著不可替代的作用。比如一輛汽車會安裝壓力、溫度、位置、聲音、光、電等超過100種傳感器，由車載電腦進行處理，幫助駕駛員作出判斷。對數據的智能化分析降低了駕駛汽車的難度，讓汽車變得更安全、更好開。更進一步，無人駕駛汽車通過傳感器實時獲取道路信息，一旦發現障礙物，便通過智慧分析及時避讓。城市中高樓大廈、橋梁、隧道等建筑，也需要通過視頻、溫度、壓力和煙霧等傳感器實時監控安全狀況，當數據匯總到一起，智能化系統便會及時分析，凝練出少量關鍵信息供使用者作出決策。甚至在未來，人類的感官也可以借助傳感器變得更加強大，構建起智能化系統。

智能傳感器開拓新應用場景

當前，各類傳感器都處在進一步提升性能、降低成本，向數字化、智能化、小型化微型化、綠色低碳、可穿戴等方向進化，呈現出蓬勃發展態勢。其中，智能傳感器、柔性傳感器、新原理傳感器的研發具有代表性意義，有望塑造新的工作生活方式。

發展智能傳感器是重要趨勢。借助智能傳感技術，人們設計制造出具備獲取、存儲、分析信息功能的各種傳感單元及微系統，實現低成本、高精度信息采集。智能傳感器廣泛應用在機器人、無人駕駛、智能制造、運動定量監測等方面，還可用于開發無創或微創健康監測器件等。近年來流行的動態血糖儀是個很好的例子。糖尿病患者將柔性傳感器無痛置入身體，傳感器每5分鐘測一次血糖值，并傳送到手機應用中。患者可以觀察血糖曲線變化，及時通過飲食和運動等方法調節血糖，有的患者甚至由此告別了藥物和胰島素治療。此外，人們還在研發可降解電子器件，讓智能傳感器更好助力低碳環保生活。

發展柔性傳感器是另一趨勢。許多應用場景要求傳感器制備在柔性基質材料上，并具有透明、柔韌、延展、可自由彎曲甚至折疊、便于攜帶、可穿戴等特點。目前制備柔性傳感器的常用傳感材料有碳基材料（炭黑、碳納米管和石墨烯等）、金屬納米材料（金屬納米線、金屬納米顆粒等）、高分子聚合物和蛋白纖維等。例如一種具有可拉伸、抗撕裂和自我修復能力的交聯超分子聚合物薄膜電極材料，可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性電子器件。將集成多功能的柔性傳感器與柔性印制電路結合，可以制成“智能帶”，把它穿戴在身體的不同部位，可實時監測與分析生理信息，幫助人們特別是感官退化的群體了解自身健康狀況。

新原理傳感器也在不斷出現。在基礎研究領域，新的規律陸續被發現，人們正利用這些科學新認知制備傳感器。同時，技術進步也對基礎研究提出新要求。在生活中，人們希望提高相機的像素、靈敏度、速度等性能參數；在高速實驗中，需要可以記錄飛秒尺度信息的條紋相機；在量子通信中，需要靈敏度達到單光子的光電探測器；在空天科技中，需要實現對高速運動物體和冷目標的探測，等等。這就要求科學家們進一步探索物理世界，發現新現象新規律，提升傳感器性能。

隨著科技快速發展，新材料新工藝不斷投入應用，性能更強、種類更豐富、智能化水平更高的傳感器將創造更多工作生活新場景，幫助人們“感受”美好生活。

【資本寒冬獲得紅杉等超億元融資，這個傳感器憑什么？】

近年來,新能源汽車產業發展勢頭猛進,行業上下游投融資活動也異常活躍。專為新能源汽車提供傳感器解決方案的常州華旋傳感技術有限公司,成功完成了兩輪融資。其A輪融資由華為哈勃等知名機構聯合投資,B輪融資則引入了紅杉中國、中信建投資本、容億資本等頭部機構,共募集資金超億元。

在新能源汽車領域,頭部車企融資上市早已司空見慣,但是產業鏈上一個名不見經傳的企業都能獲得超億元融資,實在令人咋舌。尤其是在資本寒冬之下,紅杉中國、華為哈勃這些頂尖投資機構都將重金砸向了華旋傳感器。這不禁讓人好奇,這家企業背后到底有何“硬核”實力,為何“吸金”能力如此強悍?

技術永遠是核心競爭力

官方信息顯示,常州華旋傳感技術有限公司成立于2014年2月,是一家專業致力于旋變傳感器研發、生產和銷售的國家高新技術企業,也是國內新能源汽車領域能實現旋轉變壓器替代國外進口件的為數不多的企業之一。在國產替代背景下,華旋傳感打破技術壟斷,拿下多項核心專利技術,這或許就是獲得資本青睞的關鍵籌碼。

投資都是面向未來的,更看重企業的長期價值。華旋傳感擁有先進的研發中心和自動化的產線,這為公司可持續發展提供了有力支撐。未來隨著研發不斷突破,產能持續提升,勢必將為投資者帶來豐厚的回報。

業績高速增長超出預期

眾所周知,新能源汽車行業是一個極為看重技術、看重產品的行業。華旋傳感進入旋變傳感器領域短短十年不到,就與上汽集團、德國博世、理想、小鵬汽車等頭部企業建立了長期穩定的供貨關系,業績也迅速實現“拉升”。目前其旋變傳感器累計出貨量已達百萬級,這驚人的速度真是讓人嘆為觀止。

華旋傳感不僅加速旋變傳感器“國產替代進口”,還出海攻城掠地,成功打入了歐洲和北美市場,實現海內海外雙輪驅動。這高歌猛進的發展勢頭,帶動其市場版圖不斷擴展。資本都是逐利和精明的。華旋傳感超強的盈利能力和亮眼的市場表現給了資本機構十足的信心,他們才敢果斷投入巨額資金。

潛力無限激發投資意愿

官方數據顯示,2022年全球新能源汽車銷量突破了1000萬輛。未來隨著新能源汽車滲透率持續攀升,對旋變傳感器的需求量勢必爆發。巨大的市場容量,廣闊的發展前景,正在向華旋傳感徐徐展開。資本垂青的華旋傳感,未來有望成為旋變傳感器領域新巨頭。

資本是市場最敏銳的風向標,流向的永遠是最具投資價值的區域。全球頂尖投資機構紅杉中國能投資一個默默無聞的企業,足見其綜合實力和所處賽道的潛力不容小覷!

【荷蘭政府批準安世半導體收購芯片公司 Nowi，金額未公開】

11 月 28 日消息，安世半導體于 2022 年收購 Nowi，金額未公開。這筆交易現已獲得荷蘭政府的批準，此前荷蘭政府一直以國家安全為由對其進行調查。

2023 年 5 月，荷蘭政府以“涉國家安全”為由對該交易展開追溯審查。荷蘭政府周一表示，經過評估，不會阻止安世半導體收購荷蘭芯片初創公司 Nowi 的交易。

荷蘭經濟事務部長米基?阿德里安森斯（ Micky Adriaansens）在給議會的一封信中表示：“對于 Nexperia 收購 Nowi 沒有法律上的反對意見。”隨后，Nexperia 發文宣布確認收購 Nowi。

Nowi 于 2016 年在荷蘭代爾夫特成立，并開發了一款新型能量收集 PMIC。該公司于 2022 年 11 月被安世半導體發起收購。據悉，該公司曾與華為等公司進行過合作，后來收到了安世半導體的投標。

荷蘭 Nexperia 公司董事 Charles Smit 表示：“我們很高興在經歷了一段不確定的時期后，終于有了明確的答案。這使我們能夠在荷蘭實現我們的雄心壯志和我們在能源效率領域的計劃。我們一直都說，Nowi 和 Nexperia 的技術是無害的，今天的公告證實了這一點。重要的是，要有一個明確的政策來加強荷蘭的投資環境。在這個不確定的時代，政府和企業之間透明的、基于事實的對話至關重要。我們將全力以赴。”

Nowi 聯合創始人兼前首席執行官 Simon van der Jagt 表示：“能夠利用大型芯片制造商的生產、銷售和營銷基礎設施，使我們能夠更快地將產品推向市場，從而產生更大的影響。我們擁有共同的荷蘭背景，并肩負著提高可持續發展能力的使命，這兩者的結合堪稱完美。因此，團隊期待在未來幾年進一步實現我們的共同目標。”

審核編輯 黃宇