在量子傳感技術領域，一項突破性成果為生命科學應用開辟了新路徑。由天津理工大學、中國科學技術大學、北京計算科學研究中心及匈牙利維格納物理研究中心組成的聯合團隊，通過材料創新與表面工程改造，成功構建出可在室溫下穩定運行的生物惰性量子傳感平臺，相關研究發表于國際權威期刊《自然·材料》。

傳統量子傳感器以金剛石氮—空位色心為核心，雖能在常溫下工作，但其532納米綠光激發波段易被生物組織中的水分和有機分子吸收，導致局部發熱、自發熒光等干擾現象，嚴重制約了活體檢測的精度與可行性。針對這一瓶頸，研究團隊將目光投向半導體領域廣泛應用的碳化硅材料，通過低溫烯烴分子化學修飾技術，在材料表面構建出有機碳鏈保護層。

這種新型“分子護甲”具有雙重功能：一方面通過抑制表面陷阱態，減少對色心量子比特的干擾；另一方面維持材料電學結構的穩定性，顯著改善量子比特的退相干時間與熒光閃爍問題。實驗數據顯示，經過表面修飾的碳化硅量子傳感器，其性能穩定性較傳統器件提升超過30%，為復雜生物環境中的磁場信號探測提供了可靠工具。

研發團隊進一步優化了傳感平臺的光學特性，使其激發與發射波段均位于近紅外生物窗口（650-950納米）。該波段具有組織穿透力強、背景熒光低的優勢，可實現非侵入式的細胞級磁場信號采集。測試表明，該平臺對局部電子自旋噪聲的響應靈敏度達到納特斯拉級別，能夠清晰分辨單個生物分子的磁性特征。

這項突破不僅解決了量子傳感器在生物醫學領域的適配難題，更為多項前沿技術提供了關鍵支撐。經改進后的系統可應用于量子核磁共振探測、單分子磁共振成像以及自由基動態監測等領域，未來有望實現細胞病變的實時追蹤、藥物代謝路徑的可視化分析等精準醫療場景。

研究負責人指出，將分子層級界面工程引入量子器件設計，是提升室溫穩定性的重要創新。這種“自下而上”的材料改造策略，既保持了量子傳感的核心性能，又賦予其生物相容性，為寬禁帶半導體量子器件的界面優化提供了全新范式。隨著技術迭代，該平臺有望推動量子傳感從實驗室走向臨床應用。