传感器可快速检测出挥发性有机化合物

   日期:2012-05-16    
核心提示:配拉泰克公司(Peratech)的传感器可快速检测出挥发性有机化合物(VOCs:volatileorganiccompounds),它有对压力高度敏感的材料,很有用,可以把“电子鼻”集成到纸张或衣服内。

  

薄薄的电子鼻:配拉泰克公司的挥发性有机化合物(VOC)监测薄膜(小小的圆形灰色区域,就在这个测试设备右侧),可以集成到衣服或纸张中。

  配拉泰克公司(Peratech)的传感器可快速检测出挥发性有机化合物(VOCs:volatileorganiccompounds),这些气体在我们的周围环境,产生于多种因素,各种东西从家庭油漆到个人自己的皮肤等等都可以产生。许多人没有气味,但是,电子传感器可以提醒用户,存在有害化学物质,或者表明某种东西会影响用户的健康。配拉泰克公司的方法的产生,是因为长期努力制备便携式敏感电子鼻,但是,这家公司声称,它的技术可以制成更快的嗅探器,产生更大的响应信号(电荷变化)。此外,它的传感器只有几微米厚,这就拓宽了可能的应用。

  “因为使用新的传感介质,我们就把它带到一些领域,这在以前是不可行的,”大卫•路赛(DavidLussey)说,他是配拉泰克公司的首席技术官。例如,挥发性有机化合物传感器可以集成到防护服中,这样,第一急救人员就可进入化学污染地区,也可集成到日常服装中,监测个人自己的挥发性有机化合物,这可反映健康状况。

  配拉泰克公司制作它的传感器,采用了量子隧道复合材料(QTCs:quantumtunnelingcomposites),这种材料以前用于制造压力敏感的触摸屏。在量子隧道中,电子在导体之间跳跃,这些导体分布在非导电矩阵中。一些变形比如扭曲或弯曲,都会使导体相互之间靠得很近,电子就以这种方式传播。在新传感器的情况下,制备量子隧道复合材料要采用聚合物,这种聚合物可吸收挥发性有机化合物,还要点缀上配拉泰克公司的导电金属颗粒。聚合物吸收挥发性有机化合物,就会膨胀,这样就会使导电粒子彼此接近,形成量子隧道和电子流。

  蒂姆•斯瓦格(TimSwager)是麻省理工学院(MIT)教授,也是化学和化学传感器专家,他说,制备挥发性有机化合物传感器,要采用吸收性聚合物和导电材料,这是众所周知的方法。从历史上看,这种方法一直不是非常敏感。为数不多的真实世界应用中,有一项一直是进行产品验证,比如监测食品生产批次的一致性。在工业环境中,有大量的化合物,都可用传感器探测。类似的技术“从来都不能进行跟踪检测,”斯瓦格说,他指的是微小但数量庞大的目标化合物。

  更重要的是,使用的这种聚合物,不完全是针对某种特定的挥发性有机化合物,这可能是一个问题,因为这些传感器是用于不可控制的环境,充满不同的化合物。配拉泰克公司是否可以解决这些聚合物问题,仍需拭目以待,公司正在寻找有兴趣的合作者,探索聚合物的选择性和灵敏感,用于它的传感器。

  配拉泰克公司的传感器有一个特色,就是可以印在薄膜上。当今的许多电子鼻都是手持装置,就像对讲机那样的装置。配拉泰克公司传感器耗电低,供电可用很小的专用电源,这些都可织进到服装。另外,供电也可采用移动电话,在佩戴者的口袋中,可以连接传感器,采用可清洗的带状电缆。

  路赛希望,配拉泰克公司的量子隧道复合物可以有更多的用途。公司网站认为,有几十用途:有便携式面料键盘,假肢可采用压力敏感的皮肤,还有更安全的RFID(无线射频识别)卡。“我们现在是有点骑虎难下,用这东西,我们可以做很多事情,但我们现在是一次只做一件事。”

 
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