来源：常见问题 发布时间：2025-03-27 14:14:11 阅读量：1
要想真实探究微观世界，需求一种可以在微环境中“反映”物理量改动的微型传感器。
中国科学院沈阳自动化研讨所经过双光子聚合技能，开宣布一种经过呼应环境影响完成动态改动衍射光谱的微型传感器，完成了传感单元的微型化和对微环境pH值的无线、可视化检测，为感知微观环境和赋能微型机器人供给了一种新的传感技能。
受标准约束，传统的传感技能很难小型化集成到微型机器人、微流控芯片等微型设备中，然后约束了其在微观范畴的运用。怎么构建微米甚至纳米标准的传感单元并将信号传递至微观世界成为一大难题。
自然界中的“假装大师”——安氏蜂鸟给了研讨人员很大的启示。雄性安氏蜂鸟的头部茸毛在阳光下会呈现出不同的色彩，这是由于它们的茸毛中包含很多微型结构和薄膜，这些微型结构经过光学衍射和干与效果，可以发生“改动多端”的色泽和斑纹。
研讨团队首要经过双光子聚合技能，运用IP-L光敏树脂打印了一种2.5维的微型光栅。当可见光歪斜穿过光栅结构时，光栅衍射效应使得特定波长的光仅能在特定视点下经过，然后在显微镜中呈现出相似安氏蜂鸟的结构色彩。
科研人员发现，在歪斜入射条件下，光栅的周期对观察到的色彩有明显影响，100nm的周期改动就会引起明显的色彩改动。因而，微型结构色有望成为一种交流微观与微观信号传递的天然载体。
在处理了信号与小型化问题之后，研讨团队进一步提出“环境影响变色”的纳米光栅结构作为传感机制。
经过双光子聚合技能，科研人员将pH呼应水凝胶与IP-L光刻胶交错打印，构建了一种具有影响变色功用的纳米网格结构。
水凝胶的溶胀特性是色彩改动的要害。依据周围环境pH值改动，水凝胶发生溶胀和缩短，然后改动纳米光栅结构的周期并发生色彩信号的改动，终究完成对微环境内物理量的感知。
研讨团队经过一系列试验验证了所制备资料的功能，包含其对pH值改动的呼应速度和灵敏度。研讨结果为，“影响变色”的纳米光栅在pH值改动时能快速、明显地改动色彩，而且具有十分杰出的重复性和稳定性。
研讨团队还针对微型变色传感器的打印和编程，开发了一种根据灰度规划的方法，经过调整光栅结构的高度和周期来完成结构色图画的编码。该方法可以明显提高结构色的空间编码才能，完成动态结构色图画的精准打印。