檢測(cè)限達(dá)萬(wàn)億分之一量級(jí)，新型氣體傳感器研發(fā)成功

上海自動(dòng)化儀表四廠公共安全領(lǐng)域?qū)Ρㄎ餀z測(cè)有著迫切需求，傳統(tǒng)檢測(cè)方式存在設(shè)備笨重、檢測(cè)速度慢、對(duì)痕量爆炸物識(shí)別靈敏度不足等問(wèn)題，上海自動(dòng)化儀表四廠因此開(kāi)發(fā)靈敏度更高、體積更小、響應(yīng)更快的爆炸物氣敏傳感器成為行業(yè)研究的重要方向。

　　就在近日，西安近代化學(xué)研究所成功研發(fā)出一種氣體傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火炸藥等硝基芳香類物質(zhì)的超靈敏檢測(cè)，檢測(cè)限達(dá)到萬(wàn)億分之一(PPT)量級(jí)。相關(guān)成果發(fā)表于《化學(xué)工程》。

　　爆炸物痕量蒸氣檢測(cè)是公共安全與反恐領(lǐng)域的國(guó)際性技術(shù)難題。傳統(tǒng)檢測(cè)手段多采用擦拭取樣、離子遷移譜等方法，存在需近距離接觸可疑物、檢測(cè)速度慢、靈敏度有限等局限。而新型氣體傳感器的誕生，為安檢場(chǎng)景提供了“非接觸、高靈敏、低功耗”的全新解決方案。

　　該新型氣體傳感器采用異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料。這種材料通常由兩種或多種結(jié)構(gòu)差異較大的物質(zhì)組成，其多樣的“交會(huì)”界面往往能令材料具備獨(dú)特的性能。此次，研究團(tuán)隊(duì)正是利用異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的特性，對(duì)兩種材料的“交會(huì)”界面精心設(shè)計(jì)，構(gòu)建出“電子陷阱”，一旦空氣中出現(xiàn)硝基芳香類爆炸物氣體分子，便能精準(zhǔn)捕獲并牢牢吸附。同時(shí)，異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具備電子快速遷移特性，可顯著增強(qiáng)傳感信號(hào)，從而將檢測(cè)極限推至PPT量級(jí)。

　　目前，研究團(tuán)隊(duì)正致力于開(kāi)發(fā)新一代便攜式、小型化“口袋”檢測(cè)儀，類似生活中常見(jiàn)的“煙感報(bào)警器”，無(wú)需人員靠近可疑物即可完成高靈敏探測(cè)。未來(lái)可廣泛用于大型活動(dòng)場(chǎng)所安檢快速篩查、反恐與環(huán)境痕量爆炸物監(jiān)測(cè)，以及工業(yè)安全檢測(cè)等領(lǐng)域。

　　上海自動(dòng)化儀表三廠據(jù)悉，該成果由西安近代化學(xué)研究所與中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所合作完成。團(tuán)隊(duì)已與儀器企業(yè)啟動(dòng)工程化樣機(jī)聯(lián)合開(kāi)發(fā)。研究團(tuán)隊(duì)還表示，該異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略不僅適用于硝基芳香類爆炸物檢測(cè)，上海自動(dòng)化儀表三廠還可拓展至其他爆炸物及環(huán)境有害氣體傳感，有望成為通用型高靈敏度氣體傳感器技術(shù)平臺(tái)。