鹽度傳感器與超低功率水生標(biāo)簽集成在一起，并與寬吻海豚相連。這張照片是在西班牙瓦倫西亞的2018年研討會(huì)“海洋2.0：探索海洋動(dòng)物”中拍攝的。圖片來源：Robert Romosan

KAUST的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種靈活，輕便且堅(jiān)固的鹽度傳感器，該傳感器可以連接到水生動(dòng)物上，以長(zhǎng)期監(jiān)控其棲息地。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種傳感器，即使長(zhǎng)時(shí)間潛水也能準(zhǔn)確記錄鹽度。研究人員說，該傳感器可以構(gòu)成記錄多個(gè)水下棲息地參數(shù)的海洋動(dòng)物監(jiān)測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)。

KAUST位于紅海沿岸，致力于研究這一具有豐富生態(tài)和經(jīng)濟(jì)意義的生態(tài)系統(tǒng)。電氣工程師JürgenKosel與紅海研究中心的海洋科學(xué)家Carlos Duarte合作，開發(fā)了作為KAUST傳感器計(jì)劃的一部分的監(jiān)視設(shè)備。Kosel說：“作為工程師，我們的團(tuán)隊(duì)希望為海洋研究科學(xué)家提供量身定制的新技術(shù)。”

一個(gè)重要的參數(shù)是海洋鹽度的變化，這不僅會(huì)影響海洋生物的健康，而且還會(huì)影響海洋系統(tǒng)的關(guān)鍵方面，例如水循環(huán)。“這是用來研究海洋特性以及氣候變化影響的關(guān)鍵參數(shù)，”博士Alayna Kaidarova解釋說。Kosel團(tuán)隊(duì)的學(xué)生。

水越咸，其電導(dǎo)率越高，可以使用一對(duì)電極進(jìn)行測(cè)量。挑戰(zhàn)在于以下事實(shí)：在海水中，微生物將開始在電極表面上生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致記錄的電導(dǎo)值下降。Kosel和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可以克服此問題的傳感器。

鹽度傳感器在紅海的Al Fahal礁進(jìn)行了測(cè)試。圖片提供：Nathan R. Geraldi

該團(tuán)隊(duì)使用柔性聚合物板制成了傳感器。該小組使用激光束在紙張上書寫，加熱了目標(biāo)聚合物條，破壞了聚合物結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了形成電極的石墨烯導(dǎo)電條。當(dāng)在低頻下運(yùn)行時(shí)，生物污染導(dǎo)致的電導(dǎo)下降與以前的設(shè)備相同。但是研究小組表明，當(dāng)它以高頻率運(yùn)行時(shí)，生物污染對(duì)性能沒有影響，即使在海水中浸泡數(shù)周后，傳感器也能保持穩(wěn)定的讀數(shù)。凱達(dá)羅娃說：“我們避免了污染物積聚在電極表面上的影響，這有望解決長(zhǎng)期的可靠性問題。”

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將激光誘導(dǎo)石墨烯技術(shù)用作一種通用且廉價(jià)的方法，以創(chuàng)建可監(jiān)控溫度，壓力，鹽度，pH和磁場(chǎng)的集成傳感器平臺(tái)。Kaidarova說：“從這些多功能傳感器收集的數(shù)據(jù)旨在納入紅海保護(hù)管理�！�