仿生传感器：纳米技术成为最热选择

历经几十亿年的进化，生物界与自然的融合趋于完美。而模仿生物的特殊结构和功能，一直是人类技术思想、发明创造的源泉。作为仿生科技的重要一员，仿生传感器是基于生物学原理设计的可以感受规定待测物并按照一定规律转换及输出可用信号的器件或装置，它是一种采用新的检测原理的新型传感器，由敏感元件和转换元件组成，另外辅之以信号调整电路或电源等。

敏感机制的仿生

        仿生传感器的设计理念主要涵盖两大方面：一是敏感机制的仿生，包括敏感材料与敏感原理的仿生设计；二是传感器功能的仿生。仿生敏感材料（也被称为仿生智能材料）与仿生原理是发展仿生传感器的基石与核心，直接决定了仿生传感器技术的应用价值，该领域研究极为活跃。

        中科院院士、中科院化学所研究员江雷等通过改变碳纳米管阵列的形貌以及对碳纳米管进行修饰，可以实现对其亲水性能的调控，甚至达到如荷叶般的超疏水性。另外，他们基于仿生学原理，以高分子聚合物为温度敏感材料，通过热诱导结合表面化学修饰，实现了超双亲/超双疏功能的可逆开关。2010年，他们又在《自然》（Nature）杂志上报道了基于蜘蛛丝的内部结构及吸湿原理，设计出具有纳米孔结构的纤维，甚至实现了对湿气中水滴的直接采集。

        中科院合肥智能机械所的研究人员基于珊瑚的结构特点，通过分子化学组装方法，设计纳米颗粒组装的仿珊瑚结构半导体材料，其气体敏感性能、光电转换性能等与传统块体材料甚至常规结构纳米材料相比均获得大幅提高，可广泛应用于化学/生物传感器、染料敏化太阳能电池等诸多领域；基于人工抗体原理的分子印记仿生传感器，在爆炸物、环境污染物的检测方面也极具价值；通过对壁虎脚中吸盘微结构的分析，采用半导体微纳加工技术，制作了仿壁虎脚功能的传感器，结合相应驱动装置，可以在各种复杂表面上自由攀爬。

        另外，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学等单位也开展了大量卓有成效的工作，取得的一批成果走在了国际前沿。

传感器功能的仿生

        另一方面，模仿生物的功能，研制具有与其功能相似的传感器为人类所用，也是极具吸引力的领域。

        基于人手皮肤的触觉感应以及肌肉的伸缩原理，意大利与瑞典科学家联合研制了基于传感器阵列的仿生感应系统和由反馈信号控制的机械联动装置，可以模拟人手实现对各种复杂形貌物体的抓与放，并进行搬动。

        合肥智能机械所则采用气体传感器阵列，开发了可任意组合、结构形状不限的电子鼻探测器，可以实现易制毒化学品的现场快速检测，能检出并判定12种易制毒化学品，检测时间小于两分钟，特别适用于车站、边检口岸等场所的安检。