无电池无线设备磁致伸缩复合板检测冠状病毒

如果你能在他们或你进入附近的那一刻就知道周围是否含有COVID-19颗粒或液滴呢?这现在更接近现实了。一个研究小组设计了一种无电池、自供电的设备，可以无线传输检测空气中的冠状病毒。

该设备不需要电池，采用了由铁、钴和镍组成的磁致伸缩复合板，通过振动引起的交替磁化来发电。振动共振频率被冠状病毒用来进入我们细胞的受体蛋白包裹的Fe-Co/Ni板的变化病毒被吸收，暗指空气中有COVID-19颗粒。

该研究的合著者、东北大学环境研究研究生院教授成田文雄(Fumio Narita)说:“我们知道，当磁致伸缩材料的重量发生变化时，共振频率也会发生变化，但我们开始回答，当病毒被吸收时是否也会发生这种情况，以及这种吸收是否可以检测到。”

为了回答这些问题，Fumio和他的团队首先必须创建一个高效的逆磁致伸缩传感系统，该系统可以在没有电池的情况下运行，并无线通信信息。

他们在一块0.2mm厚的Fe-Co/Ni板上安装了整流/存储电路，可以收集弯曲振动能量，实现信息的无线传输。板以115 Hz或116 Hz弯曲振动获得的功率传输信号。复合板重量的变化会影响谐振频率并改变传输间隔，这意味着它可以检测附着在复合板上的任何物质。

接下来，该小组创建了生物识别层，选择专注于人类冠状病毒229E (HCoV-229E)——七种影响人类的冠状病毒之一。他们将覆层板浸泡在CD13蛋白溶液中，并进行了传感实验。当涂层复层板受到弯曲振动时，HCoV-229被吸收后共振频率下降，验证了电荷功率是否可以作为病毒检测信号传输。

成田补充说:“我们能够证实，磁致伸缩复合材料可以检测病毒，并利用自身产生的能量传输检测数据。”“该设备的自我维持特性使得未来可以将其与物联网技术连接起来，这是目前生物传感器无法做到的。”

通过对生物识别层的改造，该装置可以用于其他病原体。成田说:“未来，我们希望进一步开发我们的设备，看看它是否适用于MERS、SARS和COVID-19等其他病毒。”

他们研究的更多细节发表在杂志上传感器和执行器A:物理．