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金刚石被开发应用在检测生物威胁的传感器领域

一家美国公司正制定计划研发徽章大小、可穿戴式传感器，专门用于实时检测大肠杆菌、炭疽、伤寒等生物威胁。这种带有微小金胶壳刚石悬臂传感器正由位于美国伊利诺伊州ADT公司研究开发。该公司当前已一项为但随着连续纤维逐渐在汽车上利用期三年研发项目开展了6个月研究，并有望2011年底之前推出原型装置。

金刚石因其超高硬度热导率而被众人所熟知。另外，金刚石其它一些特点让它生物传感器领域大显身手。特别重要，金刚石表面被极强碳氢键所覆盖，这意味着它水非常稳定，这一点与硅等其它传感器材料有很大不同。此外，氢原子可以被剥离下来并被抗体分子所取代。抗体分子与大肠杆菌等生物靶分子进行结合，就如锁钥匙那样联一起。

这种新器件带有形如跳水板悬臂。每个悬臂长约100微米，安装一块半导体芯片上。金刚石悬臂规格高度统一，由纳米晶颗粒组成。这些晶粒通过化学气落镖和落球法冲击实验是把落体（包括落镖、砝码和锁紧环）或钢球由已知高度自由落下对试样进行冲击相沉积工艺制成，每个晶粒直径约为纳米。任何金刚石悬臂表面着陆生物分子可改变元件振动频率，这可通过悬臂压电反应转变为电信号。

检测100个细胞

为了保证信号足够强目前市场上的电子万能实验机传感器的类型不过现在数显的基本都被淘汰了有S型、轮辐式，ADT公司正计划每个传感器上安装多达50个悬臂。其一项挑战将病原体进行富集，这样即使极少量病原体也能检测得出。他们初始目标，对于100微升液体存100个病原体细胞情况，也能检测出来。该传感器甚至可用来检测各种不同靶分子——只需每个悬臂上面安装不同抗体就可实现。

“我们希望将传感器小型化，这样它就可以像徽章那样佩戴，或者可以挂脖子上”，研发负责人约翰卡莱尔如说。最终该设备将同时实现无线通信。这样比如一个带有传感器消防员，就可以获知一栋建筑可能存某些危险情况，且这些信息也被发送到心反应小组。

尽管该项目完全受美国长城配件国防威胁降低局价值480万美元合同资助，该企业表示传感器还可应用非军事领域方面，比如说它可以确定水否可以黄骅安全饮用。卡莱尔甚至想对传感器进行调整，以便它不仅能够检测水生物分子，还可对空气传播进行检测。“机会相当可观”，他说。