研究人员开发出一种具有高灵敏度的新型柔性传感器，旨在在非常小的空间内进行各种化学和生物分析。传感器体积小意味着它可能潜在地用于血管内。通过额外的开发，传感器可用于检测特定的化学物质，DNA分子或病毒。

　　“我们的新型光纤传感器结构简单，制造成本低，而且在狭窄区域内可以进行高灵敏度测量，”长春光学精密机械与物理研究所研究团队成员陈超说。中国科学院。“将来，它可用于各种应用中的化学和生物传感。”

　　新传感器由光纤端部的1毫米长部分组成，该部分变窄并弯曲成称为S锥形的结构。通过检测称为折射率的光学性质的变化，该装置可以感测浓度，pH和其他化学参数。

　　在光学材料快车杂志上，研究人员表明，他们的传感器设计比其他锥形纤维折射率传感器灵敏9倍。他们还证明了设备的测量不受温度变化的影响，这有助于确保准确的分析。

　　“微小的传感器可能会用于炼油厂，以检测可能导致火灾或爆炸的泄漏，”陈说。“该设备非常灵敏，只需要很少的样品进行分析，这些特性可以使其有助于检测食品中的污染物。”

　　设计狭窄的空间

　　为了操作传感器，研究人员通过光纤从特殊的超连续光源发出白光。当光线进入光纤的锥形区域时，它的一部分会以一种可以改变光线光谱的方式逃逸并与周围的样品相互作用。这种改变的光线照射在光纤末端的银镜上，并通过光纤反射回光谱分析仪，监测并记录光谱的变化。光谱偏移可用于确定样品的化学特性。

　　新的传感器改进了研究人员之前开发的一种，它还具有用于折射率传感的S锥度。为了使它对狭窄或有限的空间更有用，他们设计了新的传感器来使用反射光而不是透过样品的光。这种变化使得设备的测量对光纤在插入样品时可能遇到的小弯曲不太敏感。S形锥形还使得光纤的感测部分小于基于锥形光纤的其他反射折射率传感器，锥形光纤太长而不能形成紧凑的探针。

　　为了测试新的传感器设计，研究人员在室温下将其浸入各种浓度的甘油 - 水溶液中。通过监测反射光谱的变化，研究人员证明传感器对周围溶液中的折射率变化非常敏感。当他们将传感器从室温加热到100摄氏度，增量为10度时，传感器的反射光谱变化很小。这表明温度变化不会影响传感器的精度。

　　接下来，研究人员计划测试纤维锥度是否更窄可能会进一步提高传感器的灵敏度。他们还希望在纤维表面上制作一种具有功能化材料的传感器，该传感器将与特定分子结合，例如，允许传感器检测DNA或病毒的存在。