【河北工大：研發柔性可拉伸、濕度阻隔功能的三維多孔石墨烯氣體傳感器】

近期，河北工業大學生命科學與健康工程學院楊麗副研究員研究成果“Moisture-resistant, stretchable NOX gas sensors based on laser-induced graphene for environmental monitoring and breath analysis"，被《Nature》（自然）旗下工程類期刊、儀器儀表領域頂刊《Microsystems & Nanoengineering》收錄。該研究工作在大氣環境下采用激光直寫技術一步制備了兼具柔性可拉伸、濕度阻隔功能的三維多孔石墨烯氣體傳感器，實現了室溫下氮氧化物氣體的高精度檢測。同時引入半透膜進行傳感器的封裝，提出了傳感器的防潮策略，實現了室外環境中二氧化氮氣體的高精度監測，并采集健康人群與慢阻肺、哮喘患者呼吸樣氣，實現了慢阻肺、哮喘患者的有效篩選。

空氣污染和呼吸系統疾病的急劇增長，對于低成本與規模化制備柔性氣體傳感器提出更高的要求。氮氧化物氣體作為環境中典型的有毒氣體之一，過量的吸入會對人體造成傷害，另一方面一氧化氮(NO)作為氣道炎癥的重要疾病標志物，對于肺癌和呼吸系統等疾病的診斷和監測具有重要意義，因此對于氮氧化物氣體進行長期實時監測是十分必要的。

針對以上問題，課題組在大氣環境下采用激光直寫技術，成功研制出具有抗濕性、可拉伸性的激光誘導石墨烯NOX氣體傳感器。該傳感器以柔性高分子聚合物薄膜為基底、三維多孔石墨烯為電極和氣敏傳感材料、聚二甲基硅氧烷（PDMS）半透膜為封裝層。通過調整激光工藝參數（激光功率、像素密度和離焦距離）原位制備了不同形貌的多孔石墨烯（片狀、針葉狀、閉合玫瑰花瓣和塌陷孔狀），并進行氣敏性能分析，進行了多孔石墨烯氣體傳感器的性能調控，實現了室溫下高靈敏度、超低檢測限、快速響應/恢復的NOX氣體檢測。采用應變隔離策略，設計了蛇形可拉伸電極，使傳感器具備可拉伸性，易于穿戴于人體。進一步基于PDMS半透膜，實現了高濕度下的氣體檢測，成功用于一天中不同時間的室外空氣質量與慢性呼吸氣道疾病患者

來源：傳感器專家網