办事指南

微小的传感器检测鼠标心脏的磁脉冲

点击量:   时间:2017-04-16 03:05:34

作者:梅森·英曼(Mason Inman)一种微小的传感器,它不会像一粒米一样大,可以检测到像小鼠心脏产生的磁场一样弱的磁场研究人员表示,该传感器被称为原子磁力计,可用于广泛的应用,从用于感知大脑活动的便携式头盔到爆炸物探测器它可以探测到一个像70 femtoteslas一样弱的场 - 大约是地球磁场的十亿分之一传感器的灵敏度接近称为超导量子干涉设备(SQUID)的更复杂设备的灵敏度这些是最灵敏的磁力计,但它们需要冷却到接近绝对零度才能发挥作用,因此它们相对较大并且消耗大量能量新传感器使用另一种方法,称为光学磁力测定法一个微小的容器捕获一组原子 - 在这种情况下约有1000亿个铷气原子当用激光击中时,每个原子的旋转在激光束的方向上对准当传感器靠近大脑时,发射神经元产生的磁场扰乱了这些原子,阻挡了一些激光磁场越强,光线越少通过探测器美国科罗拉多州博尔德市美国国家标准与技术研究院的John Kitching及其同事制造了这种新设备,其灵敏度比以前类似尺寸的设备灵敏1000倍它不仅比SQUID小得多,而且在更高的温度下工作,温度约为150°C目前,完整的设备每侧几毫米 “这种传感器的小尺寸和高性能将为我们以前只能梦想的应用打开大门,”Kitching说 Kitching及其同事通过光刻技术制造了新的磁力计,这与制造计算机芯片的过程相同 “你可以在一块硅片上并行制造大量的器件,”Kitching说 “这将降低成本”10月,Kitching及其同事报告首次使用这种设备记录鼠标心脏的磁场它也可以用来研究人,并且可以产生心电图,其提供与心电图(ECG)类似的信息,而不需要患者身体上的电极 “你可以从外面的衣服上做到这一点,”Kitching说这些探测器甚至足够灵敏,可以探测来自人类大脑的α波,这会在颅骨外产生约1000飞法的磁场然而,为了获取人体头部产生的全部磁场,它们需要更加灵敏 - 低至10飞法 Kitching说将来可能会这样然后,传感器可用于制造便携式脑磁图(MEG)头盔 “如果你有一个非常便宜的磁力计,它就会成为一个非常引人注目的设备,”Kitching说 Kitching说,由于这些设备的功率相对较小,即使使用激光和加热元件,它们也可以用于分布式传感器使用一种称为核四极共振的技术,它使用激发的原子来识别不同的分子,它们也许可以探测到爆炸物普林斯顿大学的Michael Romalis说,新型传感器具有“适用于某些应用的尺寸和灵敏度的完美结合” Romalis表示,小尺寸使传感器能够更接近它所测量的心脏或大脑,并使其比较大的原子磁力计或SQUID的运行功率低得多 “我认为这种方法有很大潜力”期刊参考文献:Nature Photonics(DOI: