ChIMES：低成本磁弹传感器实现精准化学识别

一种低成本传感器技术，称化学识别磁弹传感（ChIMES），使用目标响应材料（TRM）作为磁弹（M-E）传感器执行器（图1）。

TRM可来自多类化学和生物化学化合物，具有多种选择性程度。对特定目标有强亲和力的TRM可单独使用，而分布式选择性TRM可组成阵列，配合人工神经网络或其他基于人工智能工具进行分析解读。磁弹组件为非晶铁磁合金，具高磁导率和极低矫顽力。当TRM遇到目标，会施加力改变合金磁性，这种变化可用激励-检测线圈组检测。

ChIMES包含铁磁金属和耦合其上的分子识别试剂。分子识别试剂暴露于目标材料蒸汽或液体时可膨胀，从而改变对铁磁金属的拉应力。基于铁磁金属磁性开关特性因拉应力变化而改变，检测目标材料。

传感器可检测任何可识别或开发TRM的物质。能通过非金属或薄金属屏障进行非系绳通信。ChIMES可微型化，能效足以用车载电池供电。形状、尺寸、外观可按特定需求定制。ChIMES适用于公开和隐蔽应用，模块化TRM可同时检测多个变化目标。传感器成本远低于气相色谱等技术。

ChIMES应用包括：炸药或标识剂；化学战剂和生物战剂及其制造前体或副产物；呼气成分用于健康诊断和毒品检测；有毒工业化学品和材料；食品新鲜度和安全；挥发性有机化合物；及其他空气和水污染物。

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