【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，資源與環(huán)境學院孫艷娟研究員和博士后王無在智能傳感領域取得重要進展。團隊在實現(xiàn)高性能氣敏材料(ACS Nano, 2024, 18, 23205)突破的基礎上，成功研制出高選擇性氣體傳感微系統(tǒng)原型，相關成果發(fā)表在國際著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》。該成果不僅解決了氣體傳感器在復雜環(huán)境中“識別難”的實際應用瓶頸，為構(gòu)建“空天地”一體化生態(tài)環(huán)境感知網(wǎng)絡、豐富大氣遙感學科內(nèi)涵提供了重要支撐。孫艷娟、基礎與前沿研究院董帆教授為論文共同通訊作者，王無為論文第一作者，資源與環(huán)境學院為論文第一單位。
 

　　高性能傳感器是物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”。長期以來，化學電阻式氣體傳感器因“選擇性差”、在復雜環(huán)境下易受干擾，難以滿足精準監(jiān)測的實際需求，制約了其從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的步伐。面對這一產(chǎn)業(yè)痛點，研究團隊堅定地向“器件化”與“系統(tǒng)集成”邁進，提出了一種創(chuàng)新的“化學編碼”策略，通過精準調(diào)控材料能級實現(xiàn)了對目標氣體分子的“專屬識別”，從根本上攻克了傳感器“交互敏感”的痼疾。在此基礎上，團隊進一步開展了模組設計與系統(tǒng)集成工作，成功開發(fā)出氣體傳感微系統(tǒng)原型。該系統(tǒng)在多組分混合氣體及不同濕度環(huán)境的嚴苛測試中，均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗干擾能力和穩(wěn)定性，實現(xiàn)了從單一材料創(chuàng)新到功能器件研制的跨越。
 

　　依托自主研制的高性能傳感器件，團隊構(gòu)建了面向惡臭氣體(三乙胺檢測)和室內(nèi)空氣評估(甲醛檢測)的應用示范系統(tǒng)。該系統(tǒng)憑借高靈敏度、低功耗和小型化的優(yōu)勢，為解決環(huán)境與健康領域的現(xiàn)場快速檢測(POCT)難題提供了高效解決方案。該項研究成果通過引入高選擇性化學感知技術，有效地彌補了傳統(tǒng)光學遙感在微量特定氣體成分(如惡臭氣體、特定污染物)近地面實時監(jiān)測方面的不足。團隊研發(fā)的智能傳感微系統(tǒng)，未來可搭載于無人機、地面機器人等移動平臺，與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)形成多源信息互補，構(gòu)建起“天上看、地上查”的立體化生態(tài)環(huán)境感知網(wǎng)絡。
 

　　團隊的工程化應用能力在權(quán)威賽事中得到了充分驗證。由王無作為隊長，孫艷娟、董帆作為指導老師的團隊，在第九屆中國(國際)傳感器創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽中，獲高校組創(chuàng)新設計類二等獎(項目名稱：無人機搭載臭氧傳感器高空巡航監(jiān)測系統(tǒng))，充分展現(xiàn)了學院在培養(yǎng)學生解決復雜工程問題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力方面的顯著成效。