新闻网讯（通讯员 曹磊）近日，电气学院应用电磁所一年级博士研究生马潇驰以第一作者身份，在国际权威期刊 Sensors and Actuators: B. Chemical（中国1区TOP，IF = 7.7）上发表研究论文 “Interdigitated Microwave Resonator for Highly Sensitive Detection of Chemical Liquids”。该工作提出了一种基于叉指式电开口谐振环（ID-eSRR）与微带传输线直接耦合的微波液体传感器，实现了微量液体分析物的快速、高灵敏度和高重复性检测，为环境监测和生物医学检测等应用提供了一种低成本、便携式解决方案。
该研究工作由曹磊副教授（通讯作者）与德国法兰克福大学孟凡奇副研究员共同指导，该研究得到了2025年电气学院医工交叉项目的支持。
微波液体传感技术具有非接触、结构简单和成本低等优势，在化学分析和生物检测等领域具有重要应用价值。然而，现有微波液体传感器多依赖微流控结构，制备复杂、稳定性有限，难以满足微量液体快速、可靠检测的需求。如何在极少样品用量条件下实现高灵敏度和良好重复性，仍是该领域面临的关键挑战。
图1 微波液体传感实验装置：（A）矢量网络分析仪测试系统；（B）传感器局部放大图，展示微量液体样品的滴加过程
图2 微波液体传感实验结果：（A）不同液体样品加载前后的微波响应曲线；（B–C）三种传感器对不同液体的频率与幅值响应对比分析
针对上述问题，研究团队提出了一种基于叉指式电开口谐振环（ID-eSRR）的微波液体传感器，并采用标准PCB工艺制备，器件尺寸仅为 20 mm × 10 mm。该传感器无需微流控结构，只需将微量液体直接滴加在传感器表面即可完成检测，显著简化了器件结构和实验操作。通过结构优化，传感器在工作频率附近实现了更强的电磁场集中，有效提升了对液体样品的响应能力。
实验选取了介电特性不同的四种常见液体进行测试，结果表明传感器能够对不同液体产生清晰、可区分的响应。其中，W80型传感器表现最优，在微量样品条件下即可实现高灵敏度检测。多次重复实验显示，传感器的测量结果高度一致，验证了其良好的重复性和稳定性。
该传感器兼具 PCB 兼容性、双参数输出（频率与振幅）以及微量样本需求（最低 0.7 μL）等优势，适用于多种实际应用场景。例如：在环境监测中，可用于有机溶剂泄漏的快速识别；在生物医学领域，有望用于血液、尿液或唾液等复杂液体中生物标志物的无标记检测。研究团队还系统评估了温度、湿度及液滴位置变化对传感性能的影响，结果表明该传感平台具有良好的环境鲁棒性，为后续工程化应用提供了可靠保障。
