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在過去的幾個世紀里，世界日益工業(yè)化，為大眾帶來了各種技術和便利。然而，工業(yè)環(huán)境中的工人經常面臨接觸許多危險氣體的風險，例如二氧化氮(NO 2)。吸入這種氣體會導致嚴重的呼吸道疾病，如哮喘和支氣管炎，并嚴重損害產業(yè)工人的健康。因此需要持續(xù)監(jiān)測NO 2水平以確保工作場所安全。

為了解決這個問題，已經使用不同的有機和無機材料開發(fā)了許多類型的選擇性氣體傳感器。其中一些傳感器，例如氣相色譜傳感器或電化學氣體傳感器，非常復雜，但價格昂貴且體積龐大。另一方面，基于半導體的電阻式和電容式傳感器似乎是一種有前途的替代方案，有機半導體（OSC）氣體傳感器代表了一種低成本且靈活的選擇。

盡管如此，這些氣體傳感器仍然面臨一些性能問題，包括傳感器應用的靈敏度低和穩(wěn)定性差。

在此背景下，仁川國立大學能源與化學工程系Yeong Don Park教授的韓國研究團隊開始尋找創(chuàng)新策略，將OSC NO 2傳感器技術提升到新的水平。

他們的研究發(fā)表在《化學工程雜志》上。

為此，該團隊提出了一種基于導電有機聚合物和鈣鈦礦納米晶體組合的混合有機-無機氣體傳感器設計。他們將CsPbBr 3鈣鈦礦融入導電聚合物基體中，以增強其氣體傳感性能，同時保持傳感速度。

他們進一步用兩性離子聚合物配體修飾了鈣鈦礦納米晶體的表面。一旦水合，這些配體極大地提高了傳感器對NO 2氣體分子的親和力，從而改善了吸收。

進一步的實驗表明，所提出的設計在對NO 2的化學敏感性方面優(yōu)于傳統傳感器。此外，由于鈣鈦礦納米晶體的保護作用，他們的系統具有很強的抗氧化性。因此，它可以在環(huán)境條件下存放數周，展現出令人印象深刻的耐用性和更高的長期安裝潛力。

“我們的研究結果提出了一種基于各種材料復合材料的氣體傳感器開發(fā)和設計的新方法，以實現的靈敏度和選擇性，”Park教授在討論結果時強調道。

鑒于OSC可以設計得靈活、輕便，并且在批量生產時相對便宜，它們可以為氣體傳感器在各種情況下的廣泛采用鋪平道路。

“除了工業(yè)場所等特定環(huán)境之外，OSC氣體傳感器還可以讓個人通過智能手表等常見設備輕松獲取有關空氣污染水平的信息，”Park教授解釋道。他進一步補充道：“此外，這些傳感器有潛力通過促進醫(yī)療狀況的早期檢測來推進診斷技術。因此，它不僅在工業(yè)安全方面具有潛力，而且在食品安全、化學物質監(jiān)測和醫(yī)療領域也具有潛力。診斷。”

參考文獻

/10.1016/j.cej.2023.145482