COVID-19大流行促使人们寻求保护个人免受传染性病原体感染的技术。为了最大限度的安全，真正的问题变成了预防问题:我们如何在一开始就避免病原体的传播?
这可能特别棘手，因为大多数病毒和其他空气传播的危害是肉眼看不见的。为了应对这种情况，韩国GIST的科学家们一直在研究通过比色法使空气中的危险和病原体可见的方法。
比色法:简要概述
简单地说,比色传感器是一种在受外部刺激的影响时改变颜色的光学传感器。从物理或化学环境的任何变化，从湿度到病原体的存在，可以被认为是刺激。因此，比色传感器可用于各种各样的应用。
Gradient-based比色检测。图片由陈文林等。AL.
这些设备可以以截然不同的方式运作．大多数的原理是，特征复合物根据不同的EM光谱波长(即颜色)提供特定的吸收模式。某种物质的存在会根据其感知到的颜色——一种物质属性的功能——来显示自己。
其他方法，比如那些用于商用气体传感器，包括微型金属氧化物半导体和电化学传感器。
大多数人熟悉的比色传感器的一个简单示例是游泳池或热水浴缸的pH测试条。测试条上的焊盘将根据某些化学品的存在和浓度改变颜色，让用户知道水是否安全进入。
PH测试条是比色传感器的一个常见例子。图片由单纯形健康
不幸的是，目前可用的比色传感器的主要限制之一是它们需要具有复杂的制造程序的复杂结构，使它们不太适合廉价，大规模生产。在此之上，它们遭受缓慢的响应时间和不饱和的颜色。
比色传感器检测微弱的空中物质
为了解决这个问题，韩国GIST的研究人员进行了研究开发了一种产生比色结果的新方法．
这个方法的工作原理是利用一层叫做M13噬菌体的薄病毒．这种类型的病毒有能力改变其物理结构，从而改变其光学特性，以响应周围环境的变化。
通过将高损耗的超薄共振促进剂层（HLRP）与基材组合，研究人员通过将其与基材组合而遗传地设计了M13噬菌体。然后，它们通过改变基材来最大化病毒层的共振，使得病毒变得敏感于特定的空中物质。
显示不敏感和敏感色差的比色传感器显示原理图。图片由Young Jin Yoo等。
这种方法使得在非常低的浓度下检测化学物质的存在成为可能——低至十亿分之几十。首席研究员宋教授解释说:“通过优化病毒层沉积，病毒层被涂上超薄尺寸，这提高了检出率。”“使用共振增强的HLRP，即使M13噬菌体病毒层的厚度发生纳米级变化，也能获得明显的颜色。因此，通过优化的共振条件，颜色的变化是最大的。”
公共卫生的新支柱?
GIST的研究人员很乐观，声称这种新设计能够以一种以前不可能的方式大规模生产比色传感器。许多安全关键应用，如检测有害工业化学品或评估空气质量，将受益于这一进步。
宋教授总结说:“未来，基因工程的发展将会提高传感器的灵敏度，并将其应用于医疗行业，用作检测特定病毒和病原体的诊断工具。”
