據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，韓國(guó)一支聯(lián)合研究小組成功驗(yàn)證了一種高選擇性氣敏材料的反應(yīng)機(jī)理，并開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)能夠同時(shí)進(jìn)行光學(xué)和電性測(cè)量的多響應(yīng)、高選擇性氣體傳感器。該聯(lián)合研究小組由韓國(guó)材料科學(xué)研究所（KIMS）能源和電子材料系的Jin Woo Choi博士、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所（KISTI）的Han Seul Kim博士和釜山國(guó)立大學(xué)的Hyung Woo Lee教授領(lǐng)導(dǎo)。

　　現(xiàn)有半導(dǎo)體氣敏材料基于氣體分子吸附在傳感層表面導(dǎo)致的電阻變化，從而實(shí)現(xiàn)氣體檢測(cè)。因此，這些材料未得到充分利用，因?yàn)闊o(wú)論氣體類(lèi)型如何，隨著電阻變化氣體選擇性降低，并且在大多數(shù)情況下，電性變化是唯一檢測(cè)指標(biāo)。為此，韓國(guó)聯(lián)合研究小組開(kāi)發(fā)了一種新材料，其晶體結(jié)構(gòu)在暴露于特定氣體時(shí)會(huì)發(fā)生變化，并基于此材料開(kāi)發(fā)了一種同時(shí)改變顏色和電阻的高選擇性氣體傳感器。

　　水分子改變晶體結(jié)構(gòu)

　　研究小組合成了一種無(wú)毒的銅基環(huán)保金屬鹵化物薄膜材料Cs3Cu2I5。他們通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬，證實(shí)了這種材料能夠可逆地變化，并證明水分子是晶體變化的有效刺激物。該團(tuán)隊(duì)根據(jù)這一理論制造了一種傳感器，并成功驗(yàn)證它能夠檢測(cè)水分子。通過(guò)同時(shí)利用電學(xué)性質(zhì)和顏色變化，該傳感器成功區(qū)分了不同極性的各種醇。

　　該研究所提出的氣體傳感器工作機(jī)理

　　2021年，全球氣體傳感器市場(chǎng)規(guī)模約為10億美元，預(yù)計(jì)每年增長(zhǎng)7.5%。半導(dǎo)體氣體傳感器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微型化和大批量生產(chǎn)，適用于各種輕量化產(chǎn)品，例如移動(dòng)電話(huà)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。這項(xiàng)研究成果首次利用可變晶體結(jié)構(gòu)材料，提出新的傳感器概念和示范案例，具有重要的研究?jī)r(jià)值。

　　KIMS高級(jí)研究員Jin Woo Choi博士和KISTI高級(jí)研究員Han Seul Kim博士表示：“這項(xiàng)研究為半導(dǎo)體傳感器和新材料的開(kāi)發(fā)指明了新方向。由于其響應(yīng)特性，新的傳感材料有望應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)療和移動(dòng)等廣泛行業(yè)。”

　　這項(xiàng)研究成果已發(fā)表于Advanced FuncTIonal Materials期刊。

　　目前，該研究團(tuán)隊(duì)正致力于通過(guò)結(jié)合光電響應(yīng)來(lái)盡可能提高選擇性，并合成新的晶體材料以對(duì)更多氣體進(jìn)行響應(yīng)。

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