美国加州理工学院:研发由钙钛矿太阳能电池供电的可穿戴生物传感器

2023-08-03
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【美国加州理工学院:研发由钙钛矿太阳能电池供电的可穿戴生物传感器

可穿戴生物传感器可以实时监测佩戴者的健康状况和周围环境。随着传感器和操作系统硬件技术的发展,可穿戴设备的功能逐渐丰富,形式更加多样化,生理指标更加准确。这些传感器正朝着高精度、连续性和舒适性的方向发展,为改善个性化医疗做出了巨大贡献。可穿戴生物传感器可以实时监测佩戴者的健康状况和周围环境。随着传感器和操作系统硬件技术的发展,可穿戴设备的功能逐渐丰富,形式更加多样化,生理指标更加准确。这些传感器正朝着高精度、连续性和舒适性的方向发展,为改善个性化医疗做出了巨大贡献。






基于可穿戴传感器的远程健康监测系统原理图;身体健康数据通过佩戴的传感器收集,并通过网络设备传输给医护人员。医护人员可以通过这些数据采取医疗行动。




可穿戴生物传感器的应用原理和分类实例


汗液是由汗腺分泌的液体,包含了各种离子、氨基酸、激素、蛋白质、多肽等分泌物,可以从汗液中监测电解质失衡程度、乳酸指数、汗液葡萄糖水平、脱水状况以及卡路里燃烧值。




用于汗液取样和生物传感的微流控贴片示意图和层组装示意图。


可穿戴式汗液传感器有可能被用于可持续、无创地监测,包含疾病诊断和健康追踪相关信息。然而,这种自主传感器的发展面临着许多挑战,包括实现连续和长时间监测的稳定汗液提取,以及解决多功能和复杂分析的高功率需求。


研究团队报道了一种自主可穿戴生物传感器,它由钙钛矿太阳能电池供




在皮肤上环境光驱动可穿戴传感器的示意图和照片。


如上图所示,可穿戴设备由一次性和可重复使用的器件以“折纸”方式组成。此外,该设备还含有日常一次性柔性贴片,贴片含一对用于汗液刺激的卡巴胆碱的水凝胶(carbagel)涂层离子电渗电极,一个用于汗液采样和汗液速率监测的叉指电极集成的激光雕刻微流体模块,以及一个用于分子分析的多路电化学汗液生物传感器阵列。


FPSC的设计和表征。


该器件采用准二维钙钛矿太阳能电池器件,利用准二维钙钛矿大的有机间隔阳离子的疏水性和热稳定性,以及更高的晶体形成能和更加稳固的结构,准二维钙钛矿能够有效提高钙钛矿电池的稳定性。在室内外光照条件下均能提供充足的功率,室内光照下的功率转换效率超过31%。研究表明,可穿戴设备可以连续收集室内外身体活动的多模态物理化学数据-葡萄糖,pH值,钠离子,出汗率和皮肤温度,连续收集时长超过12小时。



传感动态

【上海申和传感器项目生产线投产启动,二期或明年投产】


申和公司副总经理兼申和传感器公司代理副总经理董旭表示,自2022年底成立以来,公司一直专注于温度传感器制品的研发、生产和销售,在日本大泉制作所成熟制造技术的基础上,研发并导入了两条自动化温度传感器生产线。目前,已具备实现月产200万只车载及高端空调用的温度传感器产品的生产制造能力。预计年底素子车间将投入使用,通过掌握传感器的核心技术和先进制程,进一步扩充传感器的产品种类。



此外,董旭表示,计划2024年,申和传感器项目二期投产后,将引入高端车载产品等生产线,将形成全产品类型的研发和生产制造能力,实现月产1800万只温度传感器产品。


上海申和传感器有限公司由上海申和投资有限公司100%持股,上海申和投资有限公司是日本磁性技术控股股份有限公司的全资子公司,深耕半导体材料行业,业务覆盖半导体硅片、功率半导体载板、精密再生洗净、新能源材料、热电材料等领域。


【山东齐河:打破高端力学传感器技术国外垄断 高端装备制造产业蓄势腾飞】

近年来,齐河县聚焦发展生物医药、新材料、高端装备制造等高新技术产业,积极探索培育特色优势产业,持续向现代化、高集聚、多功能、综合性产业园区转变,产业特色逐步凸显、经济规模持续壮大。




前不久,位于齐河县齐鲁高新技术开发区的利恩斯高精度传感器产研销项目正式竣工并投入使用。


随着物联网等新兴产业的兴起,传感器产业成为高新技术竞争中的一个重要领域。作为齐河县齐鲁高新技术开发区自主孵化培育的科技创新型企业,山东利恩斯智能科技有限公司致力于高精度智能传感器在航空、航天、军工、核电等领域的研发应用。


“像我手上的这款传感器,它主要应用环境是核工业的一回路二回路的应用过程中,这种环境它的特殊用点是耐高温以及耐压,在高温五百度的环境中还要耐十七兆帕的压力,相当于水下一千七百米的水压。”山东利恩斯智能科技有限公司副总经理黎超逸向记者介绍。


经过多年努力,企业研发的高端力学传感器不仅大幅提升了产品性能、缩小了精度偏差,而且降低采购成本,成功打破我国高端传感器长期依赖进口的局面。黎超逸告诉记者,这个高端传感器研发出来后,不仅解决了卡脖子问题,还将节约一半的价格成本。


园区坚持多元化发展,汇聚多家碳纤维新材料企业,产业规模化、集聚化发展态势基本形成。以利恩斯等为代表的高端装备制造产业集群正蓬勃兴起,蓄势待发。下一步,齐河县齐鲁高新技术开发区将聚力抓好“双招双引”、科技创新、经济发展等主责主业,积极抢占未来科技和产业发展制高点。



【欧姆龙(大连)新研发生产基地竣工并投入运行】

日前,市委副书记、市长陈绍旺在金普新区会见欧姆龙株式会社取缔役会长山田义仁,出席欧姆龙(大连)新研发生产基地竣工仪式并调研该基地运行情况。


陈绍旺对山田义仁的到访表示欢迎,感谢企业为大连产业结构优化升级和经济社会发展所作的贡献,并祝贺新研发生产基地投入使用。


陈绍旺说,当前,大连正在深入贯彻落实习近平主席关于东北、辽宁、大连振兴发展的重要讲话和指示精神,锚定“两先区”“三个中心”建设目标,深入推进高水平对外开放,更大力度吸引和利用外资,加快构建现代化产业体系,今年上半年主要经济指标好于全国全省,经济运行延续了稳中有进、持续向好的发展态势。


陈绍旺说.大连与“欧姆龙”保持了长期良好的合作关系,“欧姆龙”健康医疗设备生产基地、销售基地、研发中心及“欧姆龙”中国地区财务业务共享中心先后落户大连,充分体现了企业的战略眼光、前瞻思维以及对大连营商环境和发展潜力的认可。希望“欧姆龙”以新研发生产基地运行为契机,持续深耕大连,不断扩大投资布局,深化拓展合作领域,推动更多优质项目落户大连,实现互惠互利、共赢发展。


山田义仁感谢大连市有关方面对公司在连企业的关心支持,特别是在新冠病毒感染疫情期间为企业提供的帮助。

山田义仁表示


“欧姆龙”将抢抓大连发展机遇,借助大连产业、人才和政策优势,进一步拓展业务领域,深化务实合作,为大连实现高质量发展作出积极贡献。


仪式结束后,陈绍旺来到该基地技术革新、软件开发等部门及自动化生产车间,调研技术研发、生产经营等情况,与企业负责人深入交流,希望企业抢抓智能制造新机遇,聚焦前沿领域和市场需求,加大在连研发投入,加速产品升级和新产品开发。同时发挥头部企业带动作用,吸引更多上下游企业在连集聚,提升本地配套率,加固做强产业链,打造技术领先、配套完善、功能齐备的世界一流健康医疗设备产业基地。


陈绍旺要求金普新区管委会和市政府相关部门与企业建立有效对接机制,提供“点对点”精准服务。要坚持问题导向、需求导向,推出更多简洁明了、务实管用、便于操作的政策举措,优质高效为企业办实事解难题,全力护航企业高质量发展。


“欧姆龙”是全球知名的自动化控制及电子设备制造厂商,业务涵盖工业自动化控制系统、电子元器件及健康医疗设备等领域,先后在我市投资成立欧姆龙(大连)有限公司、欧姆龙健康医疗(中国)有限公司、欧姆龙(中国)有限公司大连分公司。欧姆龙(大连)新研发生产基地主要从事人体循环系统、呼吸系统、疼痛管理等健康医疗产品研发和生产。


【高通三财季手机芯片收入下滑25% 拟进一步裁员】


全球手机市场疲软,美国移动芯片公司高通业绩承压。美国时间8月2日,高通(NASDAQ:QCOM)发布截至6月25日的2023财年第三财季报告,基于非美国通用会计准则,公司实现营收84.42亿美元,同比减少23%;净利润为21.05亿美元,同比下滑37%。



高通该季营收未及市场预期,但利润跑赢预期。据路透Refinitiv统计,分析师对高通该季营收的平均预期为85亿美元,对每股收益的平均预期为1.81美元。高通实际实现每股收益1.87美元。


【灿瑞科技上半年由盈转亏 称行业仍处复苏前“至暗时期”】

8月2日晚间,灿瑞科技披露半年报,2023年上半年实现营收1.91亿元,同比下降40.42%;归母净利润-834.34万元,同比减少109.95%,由盈转亏;综合毛利率下降至26.12%,相比去年同期的53.10%腰斩。


灿瑞科技从事高性能数模混合集成电路及模拟集成电路研发设计、封装测试和销售,其在半年报中把营业收入、净利润等指标同比下降的原因归结于受全球经济增速放缓,整体宏观经济及半导体周期下行等因素影响,终端市场需求疲软。


《科创板日报》记者今日以投资者身份致电灿瑞科技董秘办,接线工作人员解释称:“现在下游消费电子仍较为疲软,整个产业链都在去库存,我们也加入其中。因为TI等美国大厂在打价格战,价格竞争比较激烈,我们采取以价换量,先把量跑走。我们的销量从二季度开始在增加,但价格同比去年的高位有下降。且还有固定成本,所以导致利润率可能暂时不是很好。同时我们二季度实施了股权激励,计提了费用,综上导致净利润为负,如果扣除股权激励费用,净利润为正。”


《科创板日报》记者注意到,灿瑞科技上半年新增股份支付费用为1022.32万元,扣除该费用影响后,归母净利润约为187.98万元。


单季度来看,灿瑞科技二季度公司实现营收1.19亿元,较2023年第一季度环比增长67.74%。


灿瑞科技表示,二季度公司抓住疫情后的市场复苏机会,灵活调整业务布局,针对磁传感器和HIO电驱芯片良好的竞争格局,调整产品产能结构。


值得一提的是,在灿瑞科技上半年合同收入中,包括磁传感器和HIO电驱芯片在内的智能传感器芯片占比已过半,超过了以往占比较大的电源管理芯片。


灿瑞科技董秘办人士告诉《科创板日报》记者,“智能传感器是我们主要发力的方向,而电源芯片主要受到的下游消费电子压力更大。我们智能传感器的价格比电源芯片稳定,下游应用也较为多样,所以我们加快了智能传感器的研发。”


“我们现在的研发重点在汽车和工业方面,多拓展下游领域,但是需要一些时间。尤其是车规产品,我们做了多年准备,磁传感器和HIO电驱芯片在去年已规模化出货销售,如HIO电驱芯片用于车灯散热、座椅通风,我们想多研发一些产品系列,通过同样客户多销售。”灿瑞科技董秘办人士补充道。


对于汽车产品占比,该人士称,“我们未单独披露今年上半年下游终端占比的具体数字。去年汽车产品占比约11%,今年因为下游消费电子比较疲软,汽车产品占比应该有所提升。”


需要注意的是,灿瑞科技上半年营收大幅下降的同时,销售费用和管理费用不减反增,同比增长36.37%和52.66%。研发费用更高达5441.76万元,同比增长85.04%。


对此,灿瑞科技董秘办人士表示,“我们公司也正常在发展,主要由于产品价格下降了,导致费用率看上去增长了一些,我们主要的费用还是投在研发上。”


灿瑞科技在半年报中称,虽然目前市场环境整体较为低迷,但公司立足未来长远发展,结合实际情况制定了适合的产品发展定位及发展策略,并围绕未来发展战略,适时扩大研发队伍。上半年研发投入总额占营业收入比例达到28.43%,比上年同期增长19.27个百分点。


灿瑞科技表示,下半年度公司将加大研发投入力度,加快新产品研发速度,优化供应链及采购成本,降本增效,努力改善产品结构,力争使综合利润率企稳回升。















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