如影随形

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发布时间：2025-09-26 15:08编辑：bet356亚洲版本体育浏览（138）

新材料帮助大型环境传感器网络近年来实现了生态监测，随着全球人口的增加和加速的工业化过程，对自然资源和生态系统的健康和稳定性造成了越来越严重的压力。 2019年，仅空气污染就导致大约900万人过早死亡。传统的环境监测方法主要基于手动采样和实验室分析。这不仅效率低下，而且很难捕获时空中污染物的动态变化。特别是，在大区域（超过1平方公里）的高分辨率监测面临重要挑战，例如自动化程度，高部署成本和难以回收的设备。一篇评论文章，即西北大学共同发表的POR教授John A. Rogers和佐治亚理工学院的助理教授Matthew T. Flavin通过材料科学，化学，电子技术和环境环境环境的跨学科融合。这种类型的系统可以在空中，陆地和水生环境中连续监测化学，生物学和物理因素的高精度，从而为环境保护和生态恢复提供关键的技术支持，尤其是因为它足以进行紧急监视，对事故发生后的农业环境和生态健康研究的评估。相关文档的标题为“大规模分发的环境传感器网络中的高级材料”，并发表在《自然评论材料》中。 本文表明，在当前环境中，除传统污染物（例如重金属，农药和辐射）外，其他污染物（PFA）和微塑料等新污染物也引起了人们的注意。由于它的高C-F联合，PFA的稳定性很难自然分解，并且容易在人体中积累，从而导致免疫和代谢性疾病。微塑料广泛存在于全世界的各种生态系统，甚至是人类组织中，都对土壤和水生态学构成了威胁。此外，诸如农药，抗生素和激素等生物活性物质通过农业和医疗活动进入环境，这会影响土壤的微生物群，甚至导致产生抗药性病原体，并公开造成卫生。 图1 |环境污染物的来源，类型和健康影响。到。娱乐污染物及其来源的常见类别的概述。 b。受环境污染影响的人类系统。 PCB：PCB； PFO：全氟二硫酸； PM：颗粒。从检测原则的角度来看，研究人员开发了多种检测机制。光谱法分析了吸收或排放材料的光以鉴定污染物。它非常敏感，但团队很昂贵。比色方法使用颜色变化来实现视觉或数字检测。这在网站上易于使用且易于使用，但是自动化是有限的。电化学传感器通过测量电压，电流或阻抗的变化来对污染物进行高度敏感的检测。这特别适合监测重金属痕迹，农药和抗生素。此外，还有粒子计数，抗性/容量变化，代谢活动的生物敏化方法，构成了环境监测的多维技术系统。 图2 |检测模式。到。通过使用chelato配体的光学检测（左）通过光学检测（左）的简单能级图。使用光荧光（右）检测到痕量金属。 b。示意图，用于通过比色法（左）定量分析物（左）；快速识别有机特征S使用比色法传感器（右）。做。取决于电势变化（左）的电化学检测模式的示意图，氧化还原电流（中）密度的变化以及化合物电极阻抗的变化（右）。 d。 1是用于空气质量监测的粒子计数设备的示意图。我的。 1是温度（左）的电阻和电容传感器的简化示意图以及GAS（右）的组成。 F.使用活细胞系量化环境毒性的生物学方法。为了实现大规模的实施，传感器必须具有良好的分散，运动能力，沟通和自我力量能力。当涉及到空气传输时，受风（例如Arce和牙齿树）介导的植物种子启发的小层囊泡可以实现被动扩散和着陆，运输各种传感器并使用蓝牙，高范围通信和其他技术来发送数据。潜艇是基于软机器人，海底滑翔机和其他设备，以使用当前的功率来实现运动和监视。这些设备通常会整合绿色能源技术，例如太阳能电池，微生物燃料电池和摩擦纳米生成因子，以保证长期自我控制操作。 图3 |采样和实施策略。到。启动后，我们向周围环境介绍了示意性虚拟分配图，并且分布广泛的网络传感器跟踪危险的演变。 b。新方差和采样策略的示意图。做。使用金属氧化物气体传感器进行无人机空气质量采样。 d。太阳能的形式改变了折纸微生物的释放，下降顺序和着陆过程。我的。风速模拟与3D微型托架有关的风速，空心和宏观飞机的数值模拟，受到冯山种子的启发。 F.没有电池的无线电子飞机，可以发行离子和与狮子齿种子对比。克。 3D飞机的生物降解在3、10和16周后嵌入比色传感器。 h。受植物种子启发的印刷发光飞机孔子检测（盒子是温度灵敏度的发射）。 I.柔性海洋藻类摩擦纳米发育仪（S-Teng）作为波能收集器。 J本身配备了一个软机器人，配备了介电弹性体控制器来探索Mariana Tank。特别是，经过分解的电子材料已成为关键的研究点，以实现使用后无害的设备处理。这些材料包括金属（例如镁，锌，钨），半导体（例如硅，氧化锌）和天然或合成聚合物（例如纤维素，酸性酸PLGA的共聚物）。完成监视任务后，对环境的次要污染可以在给定时间分解，这使其特别适合恢复i的风险或偏远地区很难。图4 | DAT通信和处理网络。到。物联网将网络上的传感器和智能手机显示为连接云服务的链路门，并彼此连接的环境监视系统。 b。一般通信协议及其有效的操作距离。做。分布式传感器框图通过云服务集成信息，通过我将要做的常见用户平台允许分析，可视化和控制。当前可降解的传感器主要基于耐药性和电容的简单结构，但已经证明了各种检测能力，包括pH，温度，湿度，氮氧化物等，并且是第一个进行可生物降解，超级能力和能量收集电池的整合。将来，完全开发了完全可拆卸的整体材料，这些材料可以支持数据收集和通信电视以及完全解释打击的集成电路，必须真正建立一个完全生态传感器的网络。 图5 |可生物充电环境传感器的设计和材料。到。临时环境检测平台的示意图。突出了主要成分的组装以及水解和分解的最终过程。在基督融合模式（B：PLGA； C：PVA）之前，用于包装的绝缘材料。导电材料的D-F​​融合模式（D：MG; E：Zn; F：W）。美国士兵在生态吸收的化学传感器上的例子（pH传感器； H：温度和湿度传感器； I：气体传感器NO₂）。资料来源：关于聚合物科学的边界声明：仅表示作者的个人意见。作者的水平有限。如果您有非科学属性，请在下面留言以纠正它！ 特别声明：本文已由NetEase，NetEase的Auto-Media平台的作者进行了负载和发表，并且仅表示作者的O小齿轮。 Notease仅提供信息启动平台。 注意：以前的内容（如果您有照片或视频）将由社交媒体平台NetEase Hao的用户收取和发布，仅提供信息存储服务。