□苏报记者 袁艺 苏报通讯员 刘沁茹 寇博

能“嗅”出疾病信号的超灵敏“电子鼻”、用数学方法“捕捉”宇宙黑洞……近日，西交利物浦大学接连在智能传感、天体物理等领域取得重要突破。一项项源于实验室、服务大健康与基础科学的学术成果，不仅登上国际权威期刊，更在临床应用、产业转化与人才培养中展现强劲实力，生动诠释了西浦跨学科创新、科教融合育人的鲜明特色。

“电子鼻”精准嗅出

健康密码

西交利物浦大学数学物理系教授刘波团队近期在传感器技术领域取得重要进展。该团队研发的“电子鼻”系统利用高性能纳米复合材料，探测极限可达ppb（十亿分之一）级别，并结合深度学习模型实现精准的气体识别。目前，该技术已在血液透析监测、肺癌早筛及公共安全等多个领域展开临床实验与应用探索。

在中国传统医学中，“闻诊”是判断疾病的重要手段之一。刘波团队通过现代科技手段，将这种直觉化的感官体验转化为可量化的数字化数据。

该“电子鼻”的核心在于团队自主研发的高性能纳米复合材料传感器。其探测灵敏度达到了惊人的十亿分之一（ppb）级别。刘波解释说：“这好比在一座巨大的游泳池里滴入一滴墨水，这只‘电子鼻’依然能清晰地将其感知出来。”这种极高的灵敏度，使得系统能够捕捉到呼气中极为微弱的特异性代谢分子。

人类呼出的气体成分极为复杂，包含成百上千种细微分子。如何在海量背景气体的干扰下，精准锁定目标疾病信号？

为此，团队引入了深度学习算法。AI模型通过对传感器采集的电信号进行多维度分析，能够像“人脸识别”一样提取出特定气体的“气味指纹”。这一技术有效解决了传感器交叉干扰和个体差异化的问题，大幅提升了检测的准确性与鲁棒性。

目前，这套“电子鼻”系统正通过无创监测开启全新的诊疗模式。团队已与苏州市立医院、上海肺科医院、淄博中心医院等多家知名机构展开深度临床合作。

在血液透析监测中，团队首次利用氨气传感器实现了对透析效果的实时在线监测。通过在线监测呼出氨浓度的变化趋势，医生可以科学判断透析是否达标，减少了对经验性判断的依赖。相关成果已发表于传感器领域权威期刊ACSSensors。

刘波透露，团队已完成从实验室样机到1.0原型机的迭代，未来的重点将转向设备的小型化和产业化。

除了医疗领域，这种通用的“机器嗅觉”技术在其他行业同样展现出广阔的应用前景：

在公共安全领域，团队正与政府机构紧密配合，针对违禁品“笑气”（一氧化二氮）开发快速筛查工具，解决现场取证难题。

在粮食安全领域，团队在与相关储粮机构的交流中，该技术被提议用于粮仓监测——在粮仓霉变早期，通过感应真菌代谢产生的特异性气体发出预警，实现早发现、早处理。

在工业安全领域，团队正与多家企业探索合作，实时监控工厂中易燃易爆气体的微量泄漏。

“我们希望这项技术能走出实验室，走入家庭和社区。”刘波表示，“无论是老人在家进行术后健康监测，还是在基层医疗机构进行大面积筛查，这种无创、低成本的‘吹气检测’都将极大地降低医疗和社会成本。”

以数学之眼

“看见”宇宙黑洞

近日，西交利物浦大学2024届应用数学专业本科毕业生马冰倩以第一作者完成的天体物理研究成果，发表于国际天体物理领域顶级期刊，为在疏散星团中寻找恒星级黑洞提出全新观测思路，展现苏州高校青年学子的科研实力。

黑洞作为宇宙中最神秘的天体，不发光、不可直接观测，只能通过引力效应间接推断其存在。马冰倩的研究聚焦疏散星团，创新性地以恒星速度弥散度为核心指标，通过分析恒星运动速度的分散程度判断黑洞踪迹。通俗而言，若将星团比作广场，恒星运动越“杂乱”，中心存在大质量黑洞的可能性就越大。

研究团队对多个疏散星团的观测数据开展系统分析，发现部分星团中心区域呈现出与理论高度吻合的异常结构，为黑洞候选体存在提供关键依据。该课题源自马冰倩的本科毕业设计，在西浦物理系博士庞晓莹指导下，历经数据优化、数值模拟与多轮修改完善，最终达到国际顶刊发表标准。

马冰倩虽为应用数学专业，却熟练运用数据分析、统计建模与编程等工具破解天文难题。她表示，数学是探索未知的通用语言，严谨求证、反复验证是科研的核心所在。庞晓莹博士指出，疏散星团结构松散，黑洞探测难度更高，这项成果体现了本科生扎实的科研素养与跨学科研究潜力。

目前，马冰倩已赴英国攻读复杂系统建模硕士学位。此次科研经历不仅让她以第一作者身份登上国际学术舞台，更完成了完整的学术训练，为未来探索奠定坚实基础。

近年来，西交利物浦大学持续深化科教融合、跨学科育人，鼓励学生早进课题、早进实验室，一批优秀学子在本科阶段即产出高水平科研成果，为苏州科技创新与人才培养注入青春动能。