基于碳纳米管的阵列式气体传感器研究

碳纳米管有许多独特的优良特性，如高比表面积、优越的气体吸附特性、材料稳定性等。本课题拟采用碳纳米管既作为化学敏感材料又作为电信号转换部件，结合MEMS微结构，并通过多种信号检测方法和多种方法的碳纳米管修饰，研制出能在混合气体中检测二种以上气体的高灵敏度阵列传感器原理样机。初步实现CO2、O2等混合气体的浓度检测，为将来扩展到更复杂的混合气体传感器的研制奠定基础。主要研究内容包括：碳纳米管及其表面修饰后对混合气体的敏感特性研究，对气体选择性敏感的不同修饰方法和体系的研究，基于碳管在吸附气体后的导电率、介电常数、质量/应力等变化的检测方法及敏感结构的研究，碳纳米管排布方式对气体敏感特性的影响、以及排布方法及其与MEMS工艺的结合的研究，阵列传感器的信号融合和模式识别研究。这种集成度高、体积小、重量轻、灵敏度高的多目标气体传感器必将在航空航天、医疗、能源、环保、安全、农业等领域有广泛的应用前景。