或超声波进行能量传输和传感器问询。能量传输和办理很杂乱，往往约束了植入式传感器体系的适用性。

  据麦姆斯咨询报导，近来，苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的研讨人员报导了一种新的无源温度传感计划，该计划依据嵌入聚二甲基硅氧烷基质的硅制成的声学超构资料（metamaterial）。与其它的办法比较，这一概念的完成不需求额定的原位电气元件或定制的接纳单元。研讨人员在演示中运用规范的超声波换能器来直接鼓励和搜集反射信号。超构资料在挨近典型医用频率（5 MHz）下共振，并表现出高质量因子。将超构资料的规划特色和聚二甲基硅氧烷基质的高温度灵敏度相结合，研讨人员完成了30 mK的温度分辨率。相关研讨成果以“An in vitro demonstration of a passive,acoustic metamaterial as a temperature sensorwith mK resolution for implantable applications”为题宣布在Microsystems & Nanoengineering期刊上。

  在这项作业中，研讨人员提出了一种用于医疗范畴的声学温度传感器的概念验证，该传感器是纯无源的，而且依据声学超构资料规划而成。超构资料传感器的声学特性由温度调制。外部超声换能器的问询是经过一系列剖析反射的声学信号来履行的，然后消除了能量传输、存储和办理的需求。这种超构资料由两种比照明显的声阻抗资料组成：摆放在六边形晶格中的硅微柱和由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的嵌入聚合物基质。声学超构资料是由一个4英寸、500 μm厚的硅晶圆经过深反响离子蚀刻（DRIE）制成。其规划经过优化，表现出共振挨近5 MHz的声反射，这是医用超声探头的典型中心频率。

  研讨人员在29-43°C（~302-316 K）的温度规模内研讨了三种不同的体外规划：一种简略的硅和PDMS双层资料（简称Bilayer）和两种硅声学超构资料，分别是无PDMS涂层（简称Si-Meta）和有PDMS涂层（简称PDMS-Meta）。PDMS-Meta和Bilayer的温度灵敏度在数量级上类似，均明显逾越Si-Meta（>

  20倍）。有限元仿真的依据成果得出温度灵敏度的来历是因为PDMS的体积模量的温度依赖性，它决议了PDMS纵波（p-）的声速。这解说了Bilayer传感器和PDMS-Meta传感器具有类似的灵敏度值。

  在温度分辨率方面，经均匀核算，PDMS-Meta比Bilayer高出近一个数量级（30 mK vs. 0.22 K），比Si-Meta高出近15倍。研讨人员现已证明，峰宽与残差的规范偏差相关，这终究影响分辨率。研讨人员解说说，PDMS-Meta分辨率的进步是因为PDMS的高温度灵敏度与硅微柱晶格的正协同效果，这导致了尖利的声学共振。

  研讨人员估测，共振的尖利度是因为硅微柱的存在引起的声学局域形式。可是，本地化机制一定要经过进一步的剖析来承认。尽管如此，PDMS声学形式的共振频率在很大程度上取决于硅微柱的几许形状。依据问询换能器和不同的运用，这一特征将有利于未来针对其他频率规模规划和调谐声学超构资料。

  PDMS-Meta完成了~30 mK的温度分辨率，远低于典型医疗运用中运用的100 mK分辨率要求。研讨人员所开发的传感器在分辨率方面优于其它无线传感器，仅被光纤温度传感器所逾越。

  总而言之，研讨人员提出了依据声学超构资料传感器的超声波问询无源温度监测的新概念，并制作和测试了三种不同的温度传感器。研讨人员评价了它们在临床温度规模和分辨率方面的功能，以供未来潜在的医疗植入式运用。未来的作业将会集在规划和资料优化、超构资料与钛假体的集成、穿插敏感性研讨（如应变）以及体内表征和演示。研讨人员信任这种依据超声超构资料的传感新概念为无源传感温度拓荒了新途径，在穿戴式植入物中具有很大的潜力，特别是在植入式假体感染的前期检测方面。

  原文标题：依据声学超构资料的无源温度传感器，为植入式运用供给mK级温度分辨率

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