歷經(jīng)幾十億年的進(jìn)化，生物界與自然的融合趨于完美。而模仿生物的特殊結(jié)構(gòu)和功能，一直是人類技術(shù)思想、發(fā)明創(chuàng)造的源泉。作為仿生科技的重要一員，仿生傳感器是基于生物學(xué)原理設(shè)計(jì)的可以感受規(guī)定待測物并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換及輸出可用信號的器件或裝置，它是一種采用新的檢測原理的新型傳感器，由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，另外輔之以信號調(diào)整電路或電源等。

敏感機(jī)制的仿生

?? ? ? ?仿生傳感器的設(shè)計(jì)理念主要涵蓋兩大方面：一是敏感機(jī)制的仿生，包括敏感材料與敏感原理的仿生設(shè)計(jì)；二是傳感器功能的仿生。仿生敏感材料（也被稱為仿生智能材料）與仿生原理是發(fā)展仿生傳感器的基石與核心，直接決定了仿生傳感器技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，該領(lǐng)域研究極為活躍。

?? ? ? ?中科院院士、中科院化學(xué)所研究員江雷等通過改變碳納米管陣列的形貌以及對碳納米管進(jìn)行修飾，可以實(shí)現(xiàn)對其親水性能的調(diào)控，甚至達(dá)到如荷葉般的超疏水性。另外，他們基于仿生學(xué)原理，以高分子聚合物為溫度敏感材料，通過熱誘導(dǎo)結(jié)合表面化學(xué)修飾，實(shí)現(xiàn)了超雙親/超雙疏功能的可逆開關(guān)。2010年，他們又在《自然》（Nature）雜志上報(bào)道了基于蜘蛛絲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及吸濕原理，設(shè)計(jì)出具有納米孔結(jié)構(gòu)的纖維，甚至實(shí)現(xiàn)了對濕氣中水滴的直接采集。

?? ? ? ?中科院合肥智能機(jī)械所的研究人員基于珊瑚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過分子化學(xué)組裝方法，設(shè)計(jì)納米顆粒組裝的仿珊瑚結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，其氣體敏感性能、光電轉(zhuǎn)換性能等與傳統(tǒng)塊體材料甚至常規(guī)結(jié)構(gòu)納米材料相比均獲得大幅提高，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)/生物傳感器、染料敏化太陽能電池等諸多領(lǐng)域；基于人工抗體原理的分子印記仿生傳感器，在爆炸物、環(huán)境污染物的檢測方面也極具價(jià)值；通過對壁虎腳中吸盤微結(jié)構(gòu)的分析，采用半導(dǎo)體微納加工技術(shù)，制作了仿壁虎腳功能的傳感器，結(jié)合相應(yīng)驅(qū)動裝置，可以在各種復(fù)雜表面上自由攀爬。

?? ? ? ?另外，中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、清華大學(xué)、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位也開展了大量卓有成效的工作，取得的一批成果走在了國際前沿。

傳感器功能的仿生

?? ? ? ?另一方面，模仿生物的功能，研制具有與其功能相似的傳感器為人類所用，也是極具吸引力的領(lǐng)域。

?? ? ? ?基于人手皮膚的觸覺感應(yīng)以及肌肉的伸縮原理，意大利與瑞典科學(xué)家聯(lián)合研制了基于傳感器陣列的仿生感應(yīng)系統(tǒng)和由反饋信號控制的機(jī)械聯(lián)動裝置，可以模擬人手實(shí)現(xiàn)對各種復(fù)雜形貌物體的抓與放，并進(jìn)行搬動。

?? ? ? ?合肥智能機(jī)械所則采用氣體傳感器陣列，開發(fā)了可任意組合、結(jié)構(gòu)形狀不限的電子鼻探測器，可以實(shí)現(xiàn)易制毒化學(xué)品的現(xiàn)場快速檢測，能檢出并判定12種易制毒化學(xué)品，檢測時(shí)間小于兩分鐘，特別適用于車站、邊檢口岸等場所的安檢。