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隨著無線科技的發展日新月異，可穿戴式感測器也因此無所不在。這些技術也讓人的血糖濃度、血壓、心律、活動量等生理數據能透過感測器，傳輸到智慧型手機中進行進一步的分析。目前大多數的無線感測器是藉由嵌入式的藍芽晶片進行通訊，而晶片本身則是由小型電池供電，但這類型的傳統晶片與供電源對於下一代感測器來說可能會過於笨重，因此科學家嘗試以更小、更輕薄的方式設計晶片。

近期，美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）工程師設計了一款不需要晶片、電池的新型可穿戴式感測器，並將設計細節刊登於《科學》（Science）期刊中，為無晶片的無線感測器開闢了一條新道路。該團隊設計出的感測器，其實有點類似於電子皮膚（electronic skin, e-skin）的形式，就像是電子版的透明膠帶一樣能貼合皮膚的可伸縮型半導體薄膜，而它的感測器核心為超薄、高品質的氮化鎵（gallium nitride）薄膜。這種材料具備良好的壓電性（piezoelectric）且非常敏感，能隨著機械壓力而產生電訊號，也可以透過電訊號產生機械震動。若是能利用氮化鎵雙向壓電的特性，便能夠讓感測器同時用於感測與無線通訊。

在團隊的新研究中，他們製作了純淨的單晶體氮化鎵薄膜樣品，並將此樣品與金的導電層配對以增強任何傳入、傳出的電訊號。研究團隊希望使用氮化鎵薄膜，作為表面聲波的感測器與無線通訊器。由於表面聲波的本質其實就是有關薄膜上的震動，而這些波的震動模式則可以顯示一個人的心率，或是皮膚上某些化合物的存在，像是汗液中的「鹽分」。

樣品測試的結果也顯示這項設備的靈敏度足夠，可以根據人的心跳、汗液中的鹽分進行震動，且材料的震動能夠產生可以被附近的晶片接收、讀取的電訊號。透過這個方式，穿戴式設備就能無線傳輸它所感測到的訊息，同時也不需要晶片或電池。研究團隊也形容，「這種感測器就像是把繃帶貼在身上，與手機的無限閱讀器配對，就可以監測到自己的脈搏、汗水，以及其他生物訊號！」

研究團隊將這項結果視為無晶片無線感測器的第一步，未來團隊也會將目前的設備與其他具有選擇性的薄膜配對，以監測更多重要的人體生理指標。

新聞來源

1. Massachusetts institute of technology. (2022, August 18). EngineersFabricate a Chip-Free, Wireless, Electronic "Skin." TechXplore.
2. kim, Y. et al. (2022). Chip-Less Wireless Electronic Skins by Remote Epitaxial Freestanding Compound Semiconductors. Science, 377(6608), 859–864.