十億分之八濃度甲醛也難逃法眼，科學家開發出新型氣凝膠傳感器

IT 之家 2 月 10 日消息，研究人員開發了一種由 " 冷凍煙霧（"frozen smoke）" 制成的傳感器，利用 AI 技術實時檢測濃度低至十億分之八的甲醛，遠遠超出了大多數室内空氣質量傳感器的靈敏度。

劍橋大學的研究人員開發了這一新型傳感器，采用氣凝膠多孔材料制成。通過精确設計氣凝膠孔的形狀，傳感器能夠在室溫下檢測甲醛濃度，研究成果發表在《Science Advances》雜志上。

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劍橋石墨烯研究所的 Tawfique Hasan 教授表示：" 甲醛等揮發性有機化合物即使在低濃度下，長時間接觸也會導緻嚴重的健康問題，但目前的傳感器不具備這樣的靈敏度。"

該論文的第一作者 Zhuo Chen 補充道：" 我們希望開發一種體積小、功耗低、可以選擇性檢測低濃度甲醛的傳感器。"

該傳感器基于氣凝膠技術，氣凝膠超輕材料有時被稱爲 " 液體煙霧 "，因爲按體積計算，它們的 99% 以上是空氣，氣凝膠的開放結構使氣體能夠輕松地進出。通過精确設計孔的形狀或形态，氣凝膠可以充當高效的傳感器。

劍橋研究人員與華威大學合作，優化了氣凝膠的成分和結構，以提高其對甲醛的敏感性，使它們成爲大約人類頭發寬度三倍的細絲。

接着，研究人員對由石墨烯制成的糊劑進行了 3D 打印，然後将石墨烯糊劑冷凍幹燥，從而在最終的氣凝膠結構中形成孔洞。氣凝膠還包含被稱爲量子點（quantum dots）的微小半導體。

論文介紹稱，該傳感器可在室溫下對甲醛進行高靈敏度和實時識别。通過優化印刷結構的形态和摻雜，傳感器僅消耗約 130 微瓦的功率，就實現了百萬分之一甲醛的 15.23% 的創紀錄高穩定響應和十億分之 8.02 的超低濃度檢測。在測量的動态響應快照的基礎上，研究人員還開發了智能計算算法，以實現穩健而準确的實時檢測。

IT 之家注意到，華威大學的團隊正在開發一種低成本的多傳感器平台，該平台将整合這些新型氣凝膠材料，并與 AI 算法相結合，檢測不同的揮發性有機化合物。