研究小組將有機半導體NO2傳感器技術提升到全新的水平

過去幾個世紀以來，全球工業化持續加速，為大眾帶來了各種先進技術和便利生活。但是，工業環境中的工作人員至今仍需要經常面對二氧化氮（NO2）等危險氣體暴露的風險。吸入這類危險氣體會導致嚴重的呼吸道疾病，例如哮喘和支氣管炎等，嚴重損害工作人員的健康。因此，有必要持續監測NO2水平，以確保工作場所的人員安全。

為了實現這一目標，業界已經利用各種有機或無機材料開發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，它們非常復雜，并且價格昂貴、體積龐大。另一方面，基于半導體的電阻和電容傳感器似乎是一種很有前途的替代方案，有機半導體（OSC）氣體傳感器代表了一種低成本且靈活的新選擇。

盡管如此，這類氣體傳感器仍然面臨一些性能問題，包括傳感器靈敏度低以及穩定性差等。

據麥姆斯咨詢介紹，為此，仁川國立大學（Incheon National University）能源與化學工程系Yeong Don Park教授領導的研究小組探索了一種創新策略，將有機半導體NO2傳感器技術提升到了一個全新的水平。

該研究成果已經以“Polymeric interfacial engineering approach to perovskite-functionalized organic transistor-type gas sensors”為題發表于Chemical Engineering Journal期刊。

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（Perovskite NC）組合的混合有機-無機氣體傳感器設計。他們將CsPbBr3鈣鈦礦摻入導電聚合物基體，在確保傳感速度的同時增強氣體傳感性能。

然后，他們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，這些配體大大提高了傳感器對NO2氣體分子的親和力，從而提高了吸收能力。

進一步的實驗表明，所提出的設計對NO2的化學敏感性優于傳統的傳感器。此外，由于鈣鈦礦納米晶體的保護作用，其系統具有高抗氧化能力。因此，它可以在實際環境條件下儲存數周，展示了令人印象深刻的耐用性和長期安裝潛力。

Park教授在討論實驗結果時強調：“我們的研究成果為開發和設計基于各種材料復合的氣體傳感器提供了一種新方法，以實現傳感器卓越的靈敏度和選擇性?！?/p>

鑒于有機半導體可以設計得靈活、輕便，且在大規模生產時相對更經濟，它們有望為各種環境中氣體傳感器的廣泛應用鋪平道路。

Park教授進一步解釋稱：“除了工業場地等特定環境外，有機半導體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空氣污染信息。此外，這些傳感器有潛力通過對醫療狀況的早期檢測來推進診斷技術。因此，該技術不僅在工業安全方面有潛力，而且在食品安全、化學物質監測和醫療診斷領域也有很大潛力?！?/p>

審核編輯：彭菁