中國科學院深圳高級技術研究院(SIAT)科學家開發了一種基於充滿液體的玻璃圓柱殼微型液體傳感器，對圓柱殼的固有周向模態進行了聲學激發，並對其進行了檢測。圓柱殼的周向共振可以用來檢測液體性質，相應的諧振場被限制在殼體表面，增強了聲波與殼體內液體樣品的相互作用，提高了靈敏度（本文圖一與本研究無關）。
食品質量控制、石油化學成分分析、環境監測等領域都需要對液體性質進行快速、準確的分析。聲子晶體可以有效地調製聲波的傳播和分佈，被設計成基於局域模式的液體傳感器。然而，這類傳感器的複雜結構限制了它們的便攜性和集成性，大多數基於聲子晶體的傳感器仍然是早期的實驗室原型，其研究成果發表在《傳感器與執行機構，A輯：物理傳感器》期刊上。
在前面分析優化的基礎上，中國科學院林勤博士開發了由外半徑為150.01μm、內半徑為119.98μm、長度為10 mm的玻璃圓柱殼組成的製造系統，殼體內裝入待測液體，傳感器樣本量約為0.45μL。為了評估圓柱形殼體系統的性能，研究了殼體內不同濃度的水和碘化鈉(NaI)混合物的透射係數，殼周圍總是有純淨的水。當具有適當共振頻率的平面聲波，穿過充滿液體介質殼體並激發殼體的周向共振時：
殼體表面附近的聲場可以與液體樣品發生強烈的相互作用。共振透射傾角強烈依賴於液體聲學性質，因此可以利用共振透射凹陷的位置來測量液體聲學性質。圓柱形外殼是一次性的，與其他微流控部件兼容，它可以與芯片上的實驗室設備集成，在未來的研究中用於各種微流控傳感應用。液體傳感是通過使用諧振圓柱殼來實現的，該傳感機理是基於限制在圓柱殼周圍局域環向波與圓柱殼內液體樣品發生強烈的相互作用。
圓柱殼的共振傳輸強烈依賴於圓柱殼內液體的聲學性質，特別是液體的密度。數值模擬和實驗測量表明，透射傾角隨殼體中碘化鈉(NaI)和水混合物濃度的變化而變化。基於圓柱殼的周向模態的液體傳感器有很多優點，例如，需要最小的液體樣品，圓柱形外殼是一次性的，並且傳感器與其他微流控部件兼容，從而允許液體傳感器與用於各種微流控傳感應用的芯片實驗室設備集成。
博科園｜研究/來自：中國科學院/李元
參考期刊《傳感器與執行機構，A輯：物理傳感器》
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