本报讯（记者陈彬 通讯员张华）近期，天津大学微纳机电系统实验室教授段学欣课题组研发了一款可以直接检测人体呼出气是否含有病毒病原体的穿戴设备。相关成果发表在《生物传感器与生物电子学》上。

在这项工作中，课题组设计并开发了一款带集成传感器的智能口罩。该传感器由排列精密的纳米线阵列构成，纳米线的线宽和间距与病毒颗粒物的尺寸相匹配，纳米线阵列就像一张“网”，可以精准捕获呼出气中的病毒颗粒。同时，科研人员还在纳米线阵列上加了可以与带有抗原的病毒发生免疫反应的抗体，一旦发生反应，整个传感器的阻抗值变大。通过监测传感器阻抗值的变化，可以初步检测是否含有病毒。

课题组针对人体呼出气的复杂性和口罩结构的特殊性，将传感器设计成了“多孔膜—传感器—柔性基底”的“三明治”结构——纳米级多孔膜将人体呼出的其他微米级颗粒阻挡在外，只有同样是纳米级的病毒才能穿过；柔性基底则使传感器与人体面部更贴合。

课题组还进一步开发了可穿戴的包括数模转换器、运算放大器和无线传输单元在内的集成电学系统。通过该系统，检测结果可实时无线传输至智能手机APP，从而直观地显示病毒检测结果。作为可穿戴的病毒“及时检测”系统，整个系统的重量仅为7.6克，完全不影响口罩佩戴的舒适性。

据介绍，该智能口罩可广泛用于机场、海关、医院等人流密集场所的快速筛查。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113286