工程师展示世界上最小的单芯片植入物 可用于无线监测体温

2021年05月12日21:15:05 科学 1592

电子产品的不断小型化,已经开辟了健身追踪和改善健康的更多可能。而来自哥伦比亚大学的一支工程师团队,刚刚展示了该技术的一个极端版本。其开发了有史以来最小的单芯片系统,并且能够在注射植入皮下之后实现测量体内温度等功能。

工程师展示世界上最小的单芯片植入物 可用于无线监测体温 - 天天要闻

(图自:Chen Shi / Columbia Engineering)

此前,研究人员已经展示过瓢虫大小、能够追踪组织中氧气含量的植入物,以及精细到能够实时监测神经信号的 Neural Dust 传感器。

不过哥伦比亚大学工程学院的这支工程师团队,刚刚介绍了世界上最小的单芯片植入物系统。尽管有着完备的功能,但它的总体积却小于 0.1 mm³ 。

工程师展示世界上最小的单芯片植入物 可用于无线监测体温 - 天天要闻

研究配图 - 1:模块功能介绍

如显微镜下拍摄的图片所示,其微小到能够通过针管来轻松植入。放大后的单芯片呈现了方形的外观,两侧边长在 0.3 毫米(0.01 英寸)左右。

想要造出如此精细的单芯片系统,尤其需要在通信和供电方式上花费一些心思。

工程师展示世界上最小的单芯片植入物 可用于无线监测体温 - 天天要闻

研究配图 - 2:在体外观测到的鸡体组织植入物

虽然市面上已有不少小型电子设备配备了具有无线电信号收发功能的射频(RF)模块,但其波长可能难以与如此小的设备配合使用。不过在特定的情况下,我们还是可以利用波长更小的超声波方案。

由于音速远小于电磁波传播的光速级别,研究团队还集成了一个压电换能器,以将之当做超声波无线供电和通信的“换能器”。

工程师展示世界上最小的单芯片植入物 可用于无线监测体温 - 天天要闻

研究配图 - 3:在小鼠大脑与后肢植入微型体温测量芯片

结合板载的低功耗温度传感器,研究团队已能够将微型芯片当做感测实时温度的探针。展望未来,还可期待它能发挥血压血糖、血氧监测等更丰富的临床功能。

此前,研究团队已在超声神经刺激的活小鼠中证明了植入物的功能。甚至通过肌肉注射的方式,一次将七个植入物送入了小鼠体内。

工程师展示世界上最小的单芯片植入物 可用于无线监测体温 - 天天要闻

研究配图 - 4:在 FUS 刺激期间的坐骨神经温度监测

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《科学进展》(Science Advances)期刊上。

原标题为《Application of a sub–0.1-mm3 implantable mote for in vivoreal-time wireless temperature sensing》。

科学分类资讯推荐

免费开放两个月!成都这场AI科普展可以看“天”字辈机器人 - 天天要闻

免费开放两个月!成都这场AI科普展可以看“天”字辈机器人

6月28日,“逐际太空·畅想AIRobot”人工智能科普展在中国-欧洲中心B1层正式开展。红星新闻记者了解到,本次科普展由四川省人工智能行业协会、四川省人工智能研究院主办,成都高投电子集团、成都智算中心、华存智谷、成都明途科技、中国-欧洲中心等单位联合举办,为期两个月,面向公众免费开放。本次展览设置AI星球奇遇记、...
一张“英雄帖”吸引AI项目来“揭榜” - 天天要闻

一张“英雄帖”吸引AI项目来“揭榜”

企业代表上台展示AI应用项目 广州青年报讯(记者 郑巧蓉 见习记者 陈天旭 通讯员 李梦媛)6月20日,“青AI天河 智创未来”天河区2025年AI应用场景“揭榜挂帅”项目首场路演活动在天河区举办。
河边发现一颗生长了20年的“金线吊乌龟”,实属罕见,太珍贵了 - 天天要闻

河边发现一颗生长了20年的“金线吊乌龟”,实属罕见,太珍贵了

这个季节河岸两侧长了很多水蕨菜,之前来这里摘过,因为这里是河边长得非常快,像这些不摘就老掉了,这些还是非常嫩的。这个地方别人都摘过了,但是又长了很多起来,长得非常快了,老的很快。这个别人折断的,它还继续长就老掉了,这些都是可以的。把这个也拔
研究认为频繁做噩梦会加速衰老 - 天天要闻

研究认为频繁做噩梦会加速衰老

参考消息网6月28日报道据英国《新科学家》周刊网站6月22日报道,每周做噩梦似乎会加速衰老,甚至可能使早逝的风险增加两倍。英国帝国理工学院的阿比德米·奥泰库说:“经常做噩梦的人衰老得更快,去世得更早。”奥泰库和他的同事们分析了超过18.
时隔36年,海王星与土星再次近距离“相聚”夜空! - 天天要闻

时隔36年,海王星与土星再次近距离“相聚”夜空!

6月29日,太阳系中的行星海王星与土星相合,上演“星星相吸”。届时如果天气晴好,我国感兴趣的公众可在午夜过后朝东南方天空观赏。所谓“合”,是指太阳系内两个天体在天球上的视黄经相同的现象。从地球上看,这两个天体的角距离会非常近。