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傳感新品

【中國科學院大連化學物理研究所：全海深11000米級原位熒光傳感器海試成功】

近日，由中國科學院大連化學物理研究所研究員耿旭輝、研究員關亞風團隊研制的單/雙通道全海深11000米級原位微生物、有色溶解有機物（CDOM）和葉綠素熒光傳感器在菲律賓海溝開展海試。

它搭載中國科學院深?？茖W與工程研究所的深淵原位科學實驗站進行了5次海底試驗，最大潛深7731米，測量到了從海平面到海底整個剖面的微生物、CDOM和葉綠素a的濃度，其與類似海域報道的剖面數據接近，并測到了該海域特有的“雙峰”現象。

此外，兩個傳感器在5568米海底連續停留51天零7小時，均工作正常、獲得了有效數據，表明系列全海深11000米級原位熒光傳感器具有優良的長期連續在極端深度深海海底工作穩定性。

傳感動態

【法德將開發太空量子傳感器預測地震】

近日，法國和德國的航天機構正式獲準開發“Carioqa”項目，計劃2030年在衛星上裝載量子加速計，旨在從太空準確繪制地球引力圖。這將使預測地震、火山爆發，以及評估全球供水變化成為可能。

量子加速計能夠以極其精確的方式測量不同的加速現象，例如構成地球的各部分的質量運動。這些超靈敏儀器已在采礦研究中發揮重要作用，但還無法提供全球視野。如能解決量子傳感器在微重力條件下工作的難題，將實現繪制全球范圍的重力強度，從而更好地測量與地震和海平面上升有關的地球重力變化。

“Carioqa”項目由法國國家空間研究中心(CNES)和德國航天中心(DLR)發起，獲得了歐盟委員會資助，17個歐洲合作伙伴參與其中。法國CNES的計劃負責人克里斯汀·法萊表示，將量子傳感器送至太空是“世界首創”。

要檢測地震的前兆信號，可通過量子傳感器從太空捕獲地球構造板塊在深處的運動。而目前科學家只知道如何在地表測量這種運動，并且是在地震發生后。衛星量子傳感器將能夠在全球范圍內持續監測地震風險區。

該計劃另一個應用延擴至監測冰融化、強降雨、洪水等情況下的水團運動，以及更詳細地觀察與水團增加和全球變暖相關的海平面上升，這對于監測和了解氣候變化至關重要。

在第一個演示階段，由空中客車防務與航天公司設計的量子傳感器將被放置在距地500—600公里的軌道上。傳感器將使用激光操縱的冷原子來工作。失重狀態下的測量時間將比地球上更長，從而能大大提高傳感器的靈敏度。

【新華網:智能“傳感”，“感知”天下】

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……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。

超越感官

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?？陀^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。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。

奠基智能化

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。而且，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，提煉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。

開拓新場景

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。

【理工光科光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔在武漢投產運行! 院士姜德生出席儀式】

1月26日，歷時近兩年建設的理工光科（300557）光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔在武漢正式投產運行。理工光科光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔，是新一代大容量分布式光纖傳感網絡前端核心器件的重大生產裝備，通過裝備、材料和工藝創新，可實現光柵陣列傳感光纖的大規模量產和定制開發，并全面超越第一代點式光纖光柵和常規分布式光纖傳感系統各項指標。

中國工程院院士、理工光科首席科學家姜德生，中國信科集團黨委副書記、總經理何書平，黨委副書記戈俊，武漢理工大學黨委書記信思金、副書記孟芳兵，湖北交通投資集團有限公司副總經理雷承出席投產儀式，儀式由武漢理工光科股份有限公司黨總支書記、董事長、總經理江山主持。

當前，以高速公路、軌道交通、油氣管線、石化電力等為代表的大型基礎設施的數字化、智能化轉型升級，迫切需要能夠承載幾十萬甚至上百萬個傳感器、監測距離長達幾十甚至上百公里的大容量、長距離傳感網絡。相比傳統光纖傳感技術，由武漢理工大學光纖傳感技術與網絡國家工程研究中心姜德生院士團隊研發的、基于光柵陣列技術的新一代大容量光纖傳感網絡，具有“大容量、長距離、高精度、多參量、高可靠”的特點，能成為有效解決以上問題的首選方案，目前已在全球率先實現單根光纖十萬量級光柵傳感器的工業化制備，取得了世界領先的創新成果。

理工光科作為國家工程研究中心的參建單位，始終與姜德生院士團隊開展全方位產學研合作，致力于新一代大容量光纖傳感規模化生產和工程化應用，先后在高速公路、軌道交通、石油石化、能源電力、油氣管線等多個行業領域開展系列創新實踐。此次光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔生產線的建成投產，標志著理工光科已形成光柵陣列“傳感光纖—傳感光纜—解調儀表—軟件算法—智能化平臺”完整創新鏈條與布局，為實現光柵陣列傳感產業規?；l展奠定堅實基礎，也將進一步加速光柵陣列傳感技術的規?；瘧眠M程。

未來，理工光科將繼續秉持“專精特新”創新發展理念，錨定“建設國際一流光纖傳感企業”戰略目標，持續完善光柵陣列傳感網絡技術、產品及解決方案，為我國光纖傳感技術的發展做出更大貢獻。

【拜登芯片補貼面臨“不確定性”】

1月28日報道 據美國《華爾街日報》網站1月27日報道，隨著選舉臨近，拜登政府急于強調一項標志性的經濟倡議，預計將在未來幾周向英特爾、臺灣積體電路制造股份有限公司（臺積電）和其他頂級半導體公司提供數以十億美元計的補貼，以幫助它們建設新工廠。

這些補貼是530億美元的《芯片法案》的一部分，該法旨在將先進微芯片的生產活動遷回美國本土。

這項2022年的法律實施緩慢，令一些人感到沮喪。超過170家公司已經提出申請，但迄今當局只向非尖端芯片的制造商提供了兩筆數目不大的撥款。

熟悉談判情況的行業高管表示，即將公布的撥款金額要大得多，旨在啟動驅動智能手機、人工智能和武器系統的先進半導體的制造活動。

這些高管預計，在定于3月7日發表的《國情咨文》講話之前，將宣布部分撥款。隨著總統競選活動升溫，在《國情咨文》講話中，民主黨總統拜登將尋求展示自己的經濟成就。前總統唐納德·特朗普是共和黨總統提名的領先者。

智庫美國企業研究所的技術和創新高級研究員威廉·萊因哈特說：“在局面真正開始升溫之前，顯然存在讓大公司獲得資金的壓力。”

宣布補貼是第一步，隨后將進行盡職調查，然后達成最終協議。隨著項目的推進，資金將分階段發放。

一些議員和行業官員擔心，由于審批和其他方面的延誤，這些由納稅人資助的工廠可能需要等上數年才能制造美國產芯片。

可能得到補貼的企業包括英特爾，該公司位于亞利桑那州、俄亥俄州、新墨西哥州和俄勒岡州的在建項目將耗資超過435億美元。另一個可能得到補貼的企業是臺積電，該公司在菲尼克斯附近有兩家在建的芯片工廠，總投資為400億美元。亞利桑那州和俄亥俄州被認為是11月總統和國會選舉中的搖擺州。

臺積電上周表示，預計將把亞利桑那州第二家工廠的投產時間推遲一到兩年，理由是美國的激勵措施存在不確定性。臺積電早些時候將第一家工廠的投產時間從2024年推遲到2025年上半年。

太平洋西北國家實驗室安全和技術顧問約翰·費爾韋說：“如果臺積電想在臺灣或日本建廠，可以比在美國快得多?！?/p>

審核編輯 黃宇