头发粗细神奇玻璃光纤“嗅”出泄漏气体

　　一根头发粗细的光纤，可及时嗅出泄漏的气体，还可以“听懂”声音；一块小小的芯片，可将16个显示器的处理功能“一网打尽”……用上物联网技术，这些原本不可思议的事情将轻松变为现实。

　　一根头发粗细的光纤，可及时嗅出泄漏的气体，还可以“听懂”声音；一块小小的芯片，可将16个显示器的处理功能“一网打尽”……用上物联网技术，这些原本不可思议的事情将轻松变为现实。近日，记者探访了位于南京大学的南京微结构实验室（筹）和南大微电子设计研究所，这里的研究者与物联网打交道已有多年。在实验室，一些物联网产品已初见模样。

　　可嗅出气体的玻璃光纤

　　化工厂里有没有危险气体泄露？会不会爆炸造成伤害？住在化工厂附近的居民都会担心这个安全问题。可是现在，只要一根头发丝般粗细的光纤，就可以帮助工作人员远在千里之外监控化工厂内的气体环境情况，并及时做出处理。

　　在南京微结构国家实验室（筹）的一间实验室里，记者见识了这个名为“光子晶体光纤气体传感器”的神奇玩意儿。负责该项目的南大材料科学与工程系教授陆延青告诉记者，这个传感器包括光谱仪、光纤和光源三个装置。光线从光源出来，通过光纤，最后传输到光谱仪。

　　“这个仪器含金量最高的就是这根光纤。”陆延青指着一根细细的玻璃管说，这种光纤直径虽然只有200多微米，但其中包含着几十个在显微镜下才能看清的小孔，一旦周边出现异常气体，就会通过这些小孔的光源，以每秒30公里的速度传输到终端的光谱仪，工作人员通过分析光源的光谱，就可以判定泄漏的是哪种气体，泄漏了多少。

　　相比于传统的传感器来说，“光子晶体光纤传感器”具有更高的灵敏度和探测范围，目前，这项技术处于国际领先地位，可用于化工企业车间、矿井等地方的气体监测。

　　可“听懂”声音的传感器

　　电影里经常可以看到这样的镜头：声纳显示，不明物体正在迅速靠近，情报人员需要立即判定是哪种物体，从而部署应对策略。在陆延青的实验室里，一种名为“全光纤压力传感器”的装置就可以达到这个效果。

　　这套装置由一个玻璃片、一根光纤和一个显示器组成。记者轻轻地用手指点了下玻璃片，显示器上的数据便开始迅速地往上跳，手指移开，数据又恢复平静。陆延青说，这都是玻璃片下光纤作用的结果。

　　与上一种光纤能嗅出气体不同，这种光纤可感知压力、温度以及物体的移动。如果将这种光纤压力传感器装在水下雷达上，只要其监测范围内闯入不明物体，传感器就会“感觉”出变化，或者“听懂”潜艇螺旋桨发出的声音。如果将它装在水坝的混凝土里，如果水坝内部发生一点点变形，传感器就会敏锐地捕捉到压力的变化，并反馈到显示器终端。另外，它还可以广泛应用于桥梁、建筑体的安全监测。

　　陆延青说，物联网其实就是利用先进的传感技术、网络通信技术实现的物与物之间的互联通信，因此，这两种光纤传感器属于物联网技术中不可或缺的基础元件。

　　多核处理器能同时处理海量数据

　　在城市交通控制大厅里，经常会有一排排监视器，用来监测不同路段的实时交通状况。而在物联网时代，需要实时显示的画面将会达到数十个甚至数百个，这么多数据同时处理，会不会造成“塞车”？南大微电子设计研究所研发出来的多核处理器处理起海量数据游刃有余。

　　记者看到，在一个大集成电路旁，有4台电脑，每台电脑上正播放两个动态视频画面，4台电脑放着不同的视频，隔几秒钟，每台电脑上的其中一个画面就会迅速切换成相邻电脑上的画面，画面感觉非常流畅。李丽副教授介绍说，这就是多核处理器处理的效果，而如果用传统的单核处理器处理，因为处理速度较慢，画面会出现雪花。

　　李丽说，这种多核处理器已经完成原型芯片研制，可广泛运用于流媒体处理、网络通讯、路由器、视频监控等。形象地说，以后交警监控路口，再也不用一个电脑一个电脑轮流看了，一台电脑就可以兼顾所有的摄像头，随时切换自己想看的路口画面，可大大提高效率。

　　“物联网技术普及后，届时每个终端都会有大量的数据需要即时处理，多核处理器便能派上用场。”李丽透露，目前，国内已研制成功的最先进的就是4至8核的芯片，而南大正在研制的是16核处理器，下一步的目标将是64核处理器。