【仪表网 研发快讯】近期，西北工业大学机电学院Pavel Neuzil教授团队的研究成果“A low-cost picowatt calorimeter using a flexible printed circuit board”在《Nature Communications》上发表。该研究获得国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目资助，机电学院博士生朱含亮为第一作者，机电学院Pavel Neuzil教授和哈佛大学Luke P. Lee教授作为该论文的共同通讯作者。
量热计是直接测量化学反应和生物过程热量变化的高灵敏度工具。现有的微量热计芯片依托MEMS工艺，已能达到亚纳瓦量级的热流检测分辨率。然而，MEMS工艺的微米级加工精度与液体检测所需的百微米级芯片尺寸存在适配矛盾，其多步光刻、金属沉积刻蚀和膜释放等关键步骤造成了工艺冗余与成本攀升。
Pavel研究团队提出了柔性印刷电路(FPC)工艺实现微量热芯片的概念，进而设计了一种基于FPC工艺并集成贴片式热敏电阻的皮瓦级微量热芯片。该芯片通过FPC工艺直接在柔性覆铜板上加工，无需MEMS工艺中复杂的图形化和膜释放步骤，减少了制造不均匀性和成本。通过标准热敏电阻测温，并采用镂空结构降低热损失，芯片热导和热流灵敏度分别达到了109.0 µW·K-1和227 V·W-1，在液体测量芯片中处于领先水平。同时构建了针对液体样品的低噪声稳定测量系统，温度和热流分辨率分别为6 µK和654 pW，实现了样品形态和热量变化的同步监测。研究表明，基于FPC工艺的微量热芯片在实现高性能检测的同时，显著降低了工艺复杂度和研发成本。
图1西北工业大学研制的基于柔性印刷电路工艺的微量热芯片和形态-热量同步监测平台
PavelNeuzil教授予2015年10月作为国家特聘专家全职受聘于西北工业大学机电学院，与机电学院常洪龙教授共同筹建“微纳流控技术人才特区”实验室，并针对微量热技术、核酸检测、仿生微纳结构等前沿课题进行科学研究。在Nature Reviews Drug discovery，Nature Medicine，NatureCommunications，Nucleic Acids Research，AngewandteChemie，Analytical Chemistry，Lab on a Chip等期刊发表第一、通讯作者论文130余篇，相关论文他引8700余次。西工大就职期间，PavelNeuzil教授在科研教学、人才培养、国际交流合作等多方面取得了显著的成果，其中主持科技部国际合作重点科研项目1项、国家自然科学基金科研项目1项，获得2023年度中国政府友谊奖。
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