基于功能化石墨烯敏感材料的LC无源无线气体传感器研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61904089
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0407.微纳机电器件与控制系统
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the development of IOT (Internet of things) and its application in the filed of agriculture and animal husbandry, the passive wireless gas sensor has become one of the most important bottlenecks for further development. In the agricultural and animal husbandry production activities, the detection of toxic gas is extremely important, while special requirements have been put forward on the high-performance gas sensors accordingly. The gas sensors must meet the requirements of rapid response and miniaturization simultaneously in normal temperature environment. By means of MEMS technology, for the first time, we propose a passive wireless gas sensor structure scheme with fast response in normal temperature environment. The main innovations of this structure include: (1) a plane spiral heating structure driven by wireless mode,(2) achieving “baseline state” of gas sensor by resetting with the micro-heater, to improve the zero drift and the long time of gas adsorption/desorption process and (3) integrated monolithic design of passive wireless sensor working at room temperature. The core content of our research is to establish a complete design method and theory of the LC type passive wireless gas sensor, that include: (1) the structure of the heater, (2)resetting the sensor wirelessly, (3) gas sensitive structure design based on functionalized graphene. Through the fabrication process study, the principle prototype will be developed, which will lay the foundation for the design and future application of LC passive wireless gas sensor.
随着物联网产业的发展以及在农牧业领域的应用,无源无线气体传感器成为农牧业物联网发展应用的重要瓶颈之一。在农牧业生产活动中,有毒气体的检测极为重要,相应的对高性能气体传感器提出了特殊要求,传感器必须同时满足常温环境下快速响应以及微型化等要求。采用MEMS技术,本项目首次提出一种常温环境快速响应的无源无线气体传感器结构方案,其主要创新点包括:(1)无线驱动的平面螺旋加热结构;(2)通过加热的微平面螺旋电感复位传感器,改善器件气体敏感过程中的响应可逆性差及吸附/脱附时间较长的问题;(3)常温工作的无源无线气体传感器单片集成化设计。本项目的核心研究内容是建立完整的LC无源无线气体传感器设计方法和设计理论,包括:(1)传感器加热结构方案;(2)无线控制传感器实现复位;(3)基于功能化石墨烯气敏结构设计。通过工艺研究,研制出原理样机,为LC无源无线气体传感器设计和未来应用奠定基础。

结项摘要

在农牧业生产活动中,有毒气体的检测极为重要,相应的对高性能气体传感器提出了特殊要求,传感器必须同时满足常温环境下快速响应以及微型化等要求。该项目旨在研究基于MEMS技术的无源无线传感器,以满足气体传感器对有毒气体快速响应且小型化监测应用的需求。采用MEMS技术,本项目提出一种常温环境快速响应的无源无线气体传感器结构方案,研究了无源无线气体传感器的设计和制造技术。对功能石墨烯气敏材料的制备工艺进行了研究。探讨了气体传感器中加热器结构的设计方法。建立了一个加热模型,并研究了漂移补偿算法。对开发的气体传感器进行了测试。通过项目研究,建立起完整的LC无源无线气体传感器结构设计、工艺设计、加热板设计在内的传感器设计方法。通过优化工艺,制备了传感器原型,其性能指标满足项目预期要求。项目执行期间,共发表高水平文章9篇,Sci论文7篇,其中EI会议论文2篇;申请中国发明专利9项;培养硕士研究生5名。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(9)
Design of a Microwave Power Detection System in the 5G-Communication Frequency Band.
5G通信频段微波功率检测系统设计
  • DOI:
    10.3390/s21082674
  • 发表时间:
    2021-04-10
  • 期刊:
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ren Q;Zuo W;Xu J;Jin L;Li W;Wang D
  • 通讯作者:
    Wang D

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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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