东北大学、日本高级科学技术研究所和大阪大学提出了一种新的“气体检测选择性”方法,可以从混合气体中识别和检测目标气体。

 目前,在半导体气体传感器中,广泛使用利用由于气体吸附而导致的物质电阻变化的气体识别方法。然而,由于混合气体中相同类型的气体之间会发生干扰,因此存在无法详细确定气体类型的可能性。

 因此,该研究小组重点关注对类似气体做出反应时表现出异常传感反转行为的物质。据称,单斜晶二氧化钒(M1相)在相同温度下增加其对氨的电阻(向上响应行为),但降低其对其他类似气体的电阻(向下响应行为)。基于这种完全相反的传感行为,可以确定混合气体中是否存在氨。

 研究小组通过第一性原理计算发现,当二氧化钒吸附氨时,会形成“肖特基结”,通过改变二氧化钒和电极之间的接触方式,电阻会增加。基于此计算,我们提出了“气体检测选择性系数”来评估传感行为。

 应用这些发现,他发明了一种可同时检测排便和排尿的尿布传感器,并提交了专利申请。传统的尿布传感器只能检测一种类型的排泄物,而新型尿布传感器除了能够区分粪便和尿液之外,还利用二氧化钒对粪便和尿液中的气体成分的不同气体响应行为来即时检测粪便和尿液。 ,还具有优异的透明度和柔韧性。作为一款通知人们需要更换尿布的可穿戴设备,该公司表示,它将极大有利于那些需要护理的人的日常护理。

 通过这种方式,应用异常传感行为的“气敏选择性”的新定义有望有助于开发更完整的气敏材料。

纸张信息:[先进材料] 新型选择性:行为定义的气体传感目标

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