基于自加熱調(diào)制的微型電子鼻可快速識(shí)別氣體分子

近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所孟鋼研究員團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上，研發(fā)了基于自加熱調(diào)制的微型電子鼻，相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Sensors期刊上。

半導(dǎo)體氣體傳感器陣列熱調(diào)制與深度學(xué)習(xí)算法的發(fā)展賦予了“非特異型”電子鼻無(wú)窮的識(shí)別潛能，現(xiàn)有外部加熱傳導(dǎo)型氣體傳感器通常需要幾秒才能達(dá)到設(shè)定溫度，最快需要幾十甚至上百秒才能獲取足夠的分子特征進(jìn)行準(zhǔn)確的分子識(shí)別。較慢的識(shí)別速率限制了電子鼻在化學(xué)戰(zhàn)劑、硫化氫等致命毒氣及爆炸性氣體快速監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用。

針對(duì)上述問(wèn)題，安光所研究團(tuán)隊(duì)同泰國(guó)Mati研究員、蘇州大學(xué)李亮教授團(tuán)隊(duì)展開(kāi)合作，使用真空掠角濺射制備了基于氧化鎢納米棒膜的電子鼻，利用納米棒膜的超快（~20微秒）熱弛豫特性，率先開(kāi)展了自加熱調(diào)制的研究。自加熱型電子鼻能夠在0.5至1秒內(nèi)提取充足的分子特征，實(shí)現(xiàn)12種氣體分子的準(zhǔn)確識(shí)別。此外，團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了一個(gè)基于自加熱調(diào)制的微型智能電子鼻系統(tǒng)，包括傳感器、信號(hào)處理與模式識(shí)別算法及手機(jī)app控制、顯示界面，并在室內(nèi)進(jìn)行了初步的分子識(shí)別應(yīng)用展示。

基于自加熱調(diào)制的微型電子鼻識(shí)別系統(tǒng)

上述研究工作由中科院國(guó)際合作局、國(guó)家自然科學(xué)基金及合肥研究院安徽光機(jī)所資助。

審核編輯：劉清