3、纳米物联网（IoNT）纳米传感器概述

纳米物联网（IoNT）纳米传感器概述

1. 引言

五十年前，著名物理学家理查德·费曼发表了题为 “底部有足够的空间” 的演讲，为纳米技术时代奠定了基础。如今，纳米技术已成为重要研究课题，为工业、军事、医疗等多个领域提供新解决方案。纳米设备与现有通信系统互联形成了纳米物联网（IoNT），其中纳米传感器是关键组成部分，通过本地网关连接到互联网，集成其他局域网可扩展服务范围。

2. 理解纳米级传感机制

传感器能检测和响应物理、化学或生物刺激，当纳米技术与传感器技术结合，使用10 - 100纳米的纳米材料进行传感时，就形成了纳米传感器。与常规传感器相比，纳米传感器效率更高，这是因为纳米尺寸的材料具有独特性质。

纳米结构材料由晶粒和晶界组成，纳米级晶粒内原子数量少，大量原子位于晶界。随着晶粒尺寸减小，晶界、界面和三重交点的体积分数显著增加，材料性能受缺陷配置、动力学和相互作用限制，从而使纳米材料的机械和化学性能发生显著改变。

此外，纳米传感器还能与提供单分子选择性的配体协同工作，实现更快速、多路复用的分析物检测。

3. 纳米物联网在医疗保健应用中的研究实例

纳米技术和IoNT在众多应用中发挥重要作用，尤其在医疗保健和医药行业潜力巨大。当前医疗保健应用主要分为两个领域：患者周围环境和患者身体内部。

3.1 用于患者周围环境的纳米物联网

由于人口老龄化和慢性病增加，许多国家公共卫生支出上升，因此从昂贵的机构护理转向家庭、个人健康和预防性医疗受到高度重视。纳米传感器技术凭借其小巧、可靠、舒适、灵活、个性化、节能和安全等特性，为长期生理信号监测提供了解决方案。