智能口罩可直接检测呼气中的病毒

从天津大学微纳机电系统实验室传来消息，段学欣教授课题组研发出了一款具备集成传感器的智能口罩，这一创新产品能够直接检测人体呼出气中是否含有病毒病原体，其相关成果已被国际权威杂志《生物传感器与生物电子学》发表。

这款智能口罩的传感器由精密排列的纳米线阵列构成，其线宽和间距与病毒颗粒物的尺寸完美匹配，如同一张巧妙的“网”，能够精准捕获呼出气中的病毒颗粒。科研人员还在纳米线阵列上添加了能与带有抗原的病毒发生免疫反应的抗体，一旦病毒出现，就会使整个传感器的阻抗值发生变化。通过监测这一变化，便可以初步判断呼出气中是否含有病毒。

面对人体呼出气的复杂性和口罩结构的特殊性，课题组将传感器设计成了独特的“三明治”结构，包括纳米级的多孔膜、传感器和柔性基底。其中，纳米级的多孔膜能够有效阻挡其他微米级颗粒，而柔性基底的设计则使传感器与人体面部贴合得更紧密。

更令人惊喜的是，课题组还开发了一套可穿戴集成电学系统，包括数模转换器、运算放大器和无线传输单元。这一系统的加入，使得检测结果能够实时无线传输到智能手机或平板电脑等智能终端上。而这款可穿戴病毒“及时检测”系统的重量仅7.6克，几乎不会给佩戴者带来任何不便。

段学欣教授表示，这款智能口罩可广泛应用于机场、海关、医院等人流密集场所的快速筛查。无线通信系统使得口罩佩戴者和管理员能够通过手机等智能设备安全地获取信息，从而迅速作出决策，对于控制大流行病具有极其重要的意义。

这一创新成果的诞生，无疑为防控病毒传播提供了新的手段，也为智能穿戴设备的发展开辟了新的方向。在未来的疫情防控中，这款智能口罩有望发挥巨大的作用，保障人们的健康安全。该研究成果的发布，也再次彰显了天津大学在科研领域的卓越实力。