近日，中科院研究人員以多孔單晶納米帶和三維分級納米結構為敏感材料，成功地構建了高靈敏和高穩(wěn)定性納米氣敏傳感器。
近年來，納米科技的興起為傳感器的發(fā)展帶來了新的機遇，尤其是納米結構材料，其具有大的活性比表面積，可有效改善傳感器的敏感性能。然而，如何構建易于氣體擴散的納米敏感界面，發(fā)展高靈敏和高穩(wěn)定性的納米氣敏傳感器件，仍然是當前傳感器研究面臨的難點。
針對上述問題，研究人員首先以敏感材料氧化鋅為研究對象，設計合成了其多孔單晶納米帶。利用煅燒前驅體的方法并結合L-B膜自組裝技術，成功地構筑了均一的薄層多孔單晶氧化鋅納米帶敏感膜。氣敏性能研究表明：基于薄層、多孔及單晶納米結構的協(xié)同效應，成功地實現(xiàn)了對揮發(fā)性有機污染物的高靈敏和高穩(wěn)定性敏感響應。
此外，研究人員還設計合成了三維氧化錫納米分級結構，并通過調控分級納米結構的形貌實現(xiàn)其氣敏性能的優(yōu)化?；谖⒂^結構表征分析，發(fā)現(xiàn)具有大量表面缺陷和位錯的納米分級結構表現(xiàn)出最佳的敏感性能，揭示了納米分級結構形貌演化與其敏感性能的內在關聯(lián)性。構筑的納米氣敏傳感器對典型的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）表現(xiàn)出較高的敏感響應(對丙酮的檢測限低至ppb級)，以及良好的穩(wěn)定性和重復性(4個月后，檢測靈敏度最大下降僅為15%)。該研究進展對設計和發(fā)展高性能的納米氣敏傳感器具有重要的指導意義。
資料來源于合肥物質科學研究院。
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