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重磅消息!武工大研究生在无创血糖监测新型材料研究上取得新突破【附传感器行业技术赛道观察图谱】

趋势速递

瞻观前沿

唾液葡萄糖检测作为一种非侵入性的糖尿病预防和诊断方法,正在成为医学界的研究焦点。唾液中葡萄糖的浓度远低于血液,因此需要开发高灵敏度的葡萄糖检测电催化剂。

据中国科学报报道,近日,武汉工程大学化学与环境工程学院的研究生朱雨萱以第一作者的身份在国际期刊《化学工程学报》上发表了题为《中空纳米笼异质结构NiCo-LDH/MWCNTs电催化剂用于唾液葡萄糖的高灵敏度和非侵入性检测》的学术论文。该校化环学院青年教师杨娟为论文通讯作者,武汉工程大学为第一完成单位。

据介绍,研究团队设计了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的层状镍钴双金属氢氧化物(NiCo-LDH)空心纳米笼的新型传感材料,并用于构建高灵敏度的无酶葡萄糖电化学传感器。在该复合材料中,NiCo-LDH空心纳米笼完好地继承了其前驱体的多面体结构,提供了丰富的催化活性位点。同时,MWCNTs的引入增强了复合材料的导电性,并在两者之间形成了有效的桥接效应。这种结构优势使得该传感材料表现出较大的电化学活性面积和出色的催化活性,实现了葡萄糖的高灵敏度检测。

研究人员还成功将构建的传感器应用于人体摄入食物后唾液中葡萄糖浓度的追踪检测,为无创血糖监测提供了新材料。该项研究成果具有很强的应用价值,有望在未来为糖尿病的预防和诊断提供更为便捷和有效的技术手段。

武工大研究生在无创血糖监测新型材料研究上取得新突破

(图片来源:摄图网)

技术价值观察

传感器(transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

从产业链来看,传感器上游主要为各种零部件等以支撑感知层;中游是以光传输、通信设备、网络设备等构成的传输层;下游是应用层,其中以物联网领域中的各项应用为主。

传感器产业链大致可分为研究与开发→设计→制造→封装→测试→应用等环节。目前,我国在传感器研发、设计、代工生产、封装测试、应用已形成完整的产业链。

武汉工程大学化学与环境工程学院研究生设计了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的层状镍钴双金属氢氧化物(NiCo-LDH)空心纳米笼的新型传感材料,并用于构建高灵敏度的无酶葡萄糖电化学传感器,该技术处于传感器产业链的上游环节。

图表1:中国传感器产业链全景图谱

宏观市场观察

开发新一代高、精、尖传感器的条件已具备

传感器产业的发展大体可分三个阶段:

第一阶段是1990年以前,传感器企业较为少见,发展缓慢;

第二阶段是1990-2000年,在国家的支持下,国内传感器行业格局开始发生改变,建立了诸如安徽基地、陕西基地、黑龙江基地等敏感元件与传感器生产基地;

第三阶段是2000年以后,我国开发新一代高、精、尖传感器已具备条件,从“十五”开始,国家对传感器的支持力度越来越高,逐步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距。

图表1:中国传感器行业发展历程

中国传感器市场规模持续增长

近年来,中国汽车工业、通信行业等行业快速增长,带动传感器行业市场规模增长。2020年中国传感器市场规模超过2500亿元,达到2510亿元,较2019年增长14.66%。初步统计数据显示,2021年中国传感器市场规模约2850亿元。

图表3:2016-2021年中国传感器市场规模(单位:亿元)

中国传感器行业市场集中度

目前我国传感器行业TOP5企业如歌尔股份、汉威电子等占据了国内传感器市场40%以上的份额;其余60%为中小企业,产品主要集中在中低端。

图表5:2020年中国传感器行业企业集中度(单位:%)

中国传感器技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示,目前传感器关键技术强相关的城市集群主要集中在华北、长三角和西北地区,尤其是江苏省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于传感器研发,成为潜在的传感器技术发展中心。根据热力图的分布,长三角地区有极大的可能性成为传感器技术的先导区域。重点关注江苏省无锡市新吴区、安徽省合肥市蜀山区、浙江省温州市乐清市等地的相关企业,以及这些地方对传感器产业发展的投资环境和潜力市场。

中国传感器技术赛道热力图

前瞻经济学人APP资讯组

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