一根直徑僅1—2納米的碳納米管，卻可能成為超靈敏傳感器的核心材料。依托碳納米管優異的表面敏感性和電學特性，碳基場效應晶體管傳感器可實現超低濃度生化分子的檢測。
這項技術源自北京大學碳基電子研究團隊。2024年，北大團隊公布了碳納米管FET生物傳感器規模制造成果，通過晶圓制造、封裝及便攜式讀出系統，進一步打通了從器件到應用的技術鏈條。
其中，“感傳解耦”是該技術的重要設計思路：傳感區域負責捕獲目標分子，晶體管則負責將微弱信號放大并輸出，從而兼顧靈敏度與穩定性。團隊此前已實現100 aM級生物信號檢測。
相比傳統傳感器，碳納米管具有較大的比表面積，少量目標分子吸附后即可引起明顯電學變化。同時，FET結構具備快速響應、無需標記等優勢，因此在即時檢測等領域具有應用潛力。
不過，要讓實驗室里的納米器件真正走向市場，晶圓一致性、封裝可靠性以及復雜環境下的長期穩定運行都是必須解決的問題。北大團隊已針對這些環節開展工藝優化，并實現批量化制備驗證。
產業化方面，武漢納為科技正在將碳基傳感技術導入水安全監測領域。公司官網顯示，其業務已覆蓋飲用水、污水處理、水利工程等多個場景，并形成傳感器、在線分析儀、集成水站等產品體系。
納為科技的思路，是將碳基芯片與MEMS、信號處理等技術結合，推動水質傳感器向小型化、低功耗和智能化方向發展。其產品可覆蓋pH、濁度、電導率、溫度、余氯等多項水質指標。
這一布局也在持續向產業鏈上游延伸。2026年6月，納為科技與北京大學重慶碳基集成電路研究院、宜昌伍家崗區簽署戰略合作框架，計劃共建碳基水行業傳感研究院及產業園，覆蓋研發、中試和規模化生產。
從醫療檢測到水質監測，再到氫氣等氣體檢測，碳基傳感器正在從單一器件向通用傳感平臺演進。此前，相關團隊已將碳納米管FET用于阿爾茨海默癥血清標志物檢測，并取得較高靈敏度和重復性。
隨著碳基芯片制造、MEMS工藝和應用場景進一步融合，這類傳感器有望進入更多物聯網終端。對于碳基電子產業而言，傳感器或許正成為繼邏輯器件之外，更具現實落地速度的一條產業化路徑。
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