智能手機(jī)顯示足夠智能來(lái)感知你的唾液認(rèn)真

想知道你是不是感冒了?也許不久的將來(lái)，你就能在你的智能手機(jī)上找到答案。

加拿大蒙特利爾理工大學(xué)(Polytechnique Montreal)的研究人員與玻璃制造商康寧公司(Corning)合作，通過(guò)開(kāi)發(fā)一種能夠分析玻璃表面液體的“智能”玻璃，正越來(lái)越接近于讓這種功能在移動(dòng)設(shè)備上成為現(xiàn)實(shí)。

惡心嗎?也許吧。但這種能力可能會(huì)讓智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備和平板電腦在個(gè)人醫(yī)療、安全、食品和環(huán)境安全等方面發(fā)揮更大的作用。對(duì)于一個(gè)專注于在健康和健身方面發(fā)揮更大作用的移動(dòng)設(shè)備行業(yè)來(lái)說(shuō)，這些功能可能是必不可少的。蘋(píng)果(Apple)、三星(Samsung)等公司一直在推出一系列與健康相關(guān)的應(yīng)用、專注于健身的智能手機(jī)，以及追蹤睡眠周期和步數(shù)的可穿戴設(shè)備。

研究人員說(shuō)，這種玻璃可能會(huì)極大地推動(dòng)移動(dòng)醫(yī)療的發(fā)展，使設(shè)備能夠評(píng)估唾液中的病原體，診斷疾病，或?yàn)樘悄虿』颊邫z測(cè)血液中的血糖水平。更廣泛地說(shuō)，這種材料還可以用來(lái)測(cè)量空氣中的一氧化碳水平，或者在顯示玻璃中嵌入一層額外的安全層——這里僅舉幾個(gè)例子。

對(duì)康寧來(lái)說(shuō)，這可能是一款突破性的產(chǎn)品，如果失去蘋(píng)果這個(gè)客戶，公司將非常需要這款產(chǎn)品。有傳言稱，這家科技巨頭將在iPhone顯示屏上改用藍(lán)寶石玻璃，而放棄康寧自有的耐用大猩猩玻璃，這將威脅康寧作為首選顯示屏公司的地位。不過(guò)康寧表示，智能玻璃技術(shù)仍處于研究階段，如果能成功推向市場(chǎng)，可能還需要數(shù)年時(shí)間。

新一代的功能是基于一種已經(jīng)存在了大約20年的技術(shù)，但直到最近才得到關(guān)注。研究人員已經(jīng)知道，他們可以把激光射入玻璃，創(chuàng)造出微小的嵌入路徑——稱為波導(dǎo)——可以用微小的光束來(lái)傳輸信息。

盡管這種技術(shù)潛力巨大，但進(jìn)展緩慢。到目前為止，實(shí)驗(yàn)室制造的波導(dǎo)泄漏了太多的光，無(wú)法正常工作。

Polytechnique和康寧公司的研究人員認(rèn)為，他們?cè)诮鉀Q泄漏問(wèn)題上邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。他們?cè)诳祵幑镜腉orilla Glass玻璃中開(kāi)發(fā)出了光波導(dǎo)，其減少光泄漏的能力是以前的10倍。麻省理工學(xué)院的研究員杰羅姆·拉普特在測(cè)試了許多其他種類的玻璃后說(shuō)，這一成就為研究小組帶來(lái)了“哈利路亞”時(shí)刻。這項(xiàng)研究的結(jié)果上個(gè)月發(fā)表在《光學(xué)學(xué)會(huì)光學(xué)快報(bào)》雜志上。

這項(xiàng)技術(shù)仍需改進(jìn)，但問(wèn)題在于，電子產(chǎn)品制造商是否有興趣在他們的移動(dòng)設(shè)備上增加波導(dǎo)，更不用說(shuō)人們是否會(huì)被說(shuō)服往手機(jī)上吐唾沫。

“我們才剛剛開(kāi)始，”康寧公司光學(xué)物理研究主任艾倫·埃文斯(Alan Evans)說(shuō)。“我們可以想象所有這些東西，但我們需要市場(chǎng)的確認(rèn)，說(shuō)‘是的，這確實(shí)解決了一個(gè)問(wèn)題。’”

研究人員使用了一種叫做飛秒激光的短脈沖激光，在大猩猩玻璃內(nèi)部制造了波導(dǎo)，這種波導(dǎo)非常小，肉眼是看不見(jiàn)的。然后，他們用其他的微型激光器發(fā)射光束通過(guò)這些通道——類似于電流通過(guò)金屬絲——來(lái)制造傳感器。在用飛秒激光拍攝后，大猩猩玻璃內(nèi)部幾乎沒(méi)有裂縫和缺陷，這使得它特別善于引導(dǎo)光線。

該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了兩種使用波導(dǎo)的移動(dòng)工具:溫度傳感器和認(rèn)證系統(tǒng)。溫度傳感器，使用一個(gè)直的和彎曲的波導(dǎo)管，測(cè)量一個(gè)人的溫度或玻璃接觸的任何溫度。認(rèn)證系統(tǒng)本質(zhì)上是寫(xiě)在玻璃上的摩爾斯電碼，然后用紅外攝像機(jī)讀取。這樣的代碼對(duì)每一部電話來(lái)說(shuō)都是獨(dú)一無(wú)二的，為設(shè)備提供了一個(gè)附加的安全層。

這些工具仍然是相當(dāng)基本的，但可以提供積木，使更復(fù)雜的波導(dǎo)?？祵幑镜陌Ｎ乃拐f(shuō)，這可能使設(shè)備能夠分析顯示表面上的液體或測(cè)量周圍的其他東西。“這不是科幻小說(shuō)。這當(dāng)然是可以想象的，”埃文斯談到這種復(fù)雜的傳感器時(shí)說(shuō)。“它仍在研究中，但我們可以看到一條道路。”

除了給移動(dòng)設(shè)備增加新的功能外，波導(dǎo)還可以成為制造透明電子產(chǎn)品的一種途徑，就像在窗玻璃上的電腦一樣——許多研究人員和公司使用各種其他技術(shù)也在追求這一概念。

如果波導(dǎo)能流行起來(lái)，康寧公司將獲益良多。這家總部位于紐約康寧的公司已有163年的歷史，生產(chǎn)用于智能手機(jī)、電視和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的玻璃。

最近，藍(lán)寶石玻璃——一種由純凈的氧化鋁制成的更堅(jiān)硬的材料，用于高端手表、相機(jī)鏡頭和LED照明——威脅到了康寧作為頂級(jí)電子玻璃供應(yīng)商的地位。設(shè)備制造商正在權(quán)衡使用藍(lán)寶石的好處。據(jù)傳，蘋(píng)果正在考慮將備受期待的iPhone 6中的Gorilla Glass換成藍(lán)寶石玻璃，后者由GT Advanced Technologies和京瓷(Kyocera)等公司提供?？祵幵_(kāi)批評(píng)藍(lán)寶石玻璃，稱這種競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的材料更重、更貴，而且在智能手機(jī)上也不適用。

對(duì)康寧公司來(lái)說(shuō)，潛在的好消息是藍(lán)寶石玻璃似乎是一個(gè)糟糕的波導(dǎo)管道，因?yàn)樗木w結(jié)構(gòu)使其很難在不破壞材料的情況下寫(xiě)出路徑。

康寧表示，蘋(píng)果“仍然是一個(gè)有價(jià)值的客戶”，并指出，自2007年推出iPhone以來(lái)，蘋(píng)果一直向這家科技巨頭提供Gorilla Glass玻璃。該公司計(jì)劃在今年晚些時(shí)候推出新一代Gorilla Glass。

蘋(píng)果沒(méi)有回復(fù)記者的置評(píng)請(qǐng)求。

澳大利亞納米光子學(xué)教授Saulius Juodkazis說(shuō):“如果把這種大猩猩玻璃與手機(jī)上的其他功能結(jié)合起來(lái)，它的壽命會(huì)更長(zhǎng)。”Saulius Juodkazis負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)光學(xué)學(xué)會(huì)對(duì)這項(xiàng)研究的評(píng)論。他沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。“Gorilla Glass可能會(huì)有一個(gè)強(qiáng)勁的未來(lái)。”

他說(shuō)，需要更多的研究來(lái)充分了解是什么使大猩猩玻璃適合制作波導(dǎo)。Juodkazis補(bǔ)充說(shuō)，新的玻璃材料不斷從不同的公司出來(lái)，所以可能其他類型的玻璃也可以用來(lái)制作波導(dǎo)。

還有很多需要研究。與此同時(shí)，Lapointe和他的同事正在為溫度傳感器和認(rèn)證系統(tǒng)申請(qǐng)專利，他們正在尋找行業(yè)合作伙伴繼續(xù)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。通過(guò)集中精力，這兩種工具有可能在一年內(nèi)整合到智能手機(jī)中。康寧公司的埃文斯說(shuō):“我們已經(jīng)到了人們開(kāi)始關(guān)心這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候了，而且可能會(huì)為此花錢。”