为应对这一难题,中科院声学所王文团队与南开大学杨大驰团队合作,将微纳声表面波器件技术与快速响应的钯铜纳米线氢敏材料相结合,提出并研制了一种秒级响应的新型声表面波氢敏器件。纳米线形态的钯铜氢敏材料具有极高的吸附面积,由此大幅增加了氢敏效率,从而提高传感器响应速度与灵敏度。
相关研究成果在线发表于学术期刊Sensors and Actuator B。
研究人员利用电化学沉积方法合成的钯铜纳米线(图1)滴涂制备于传感器件表面声表面波传播路径表面,构建出了小尺度声表面波氢敏器件(图2)。结合差分振荡结构的传感电路,对所研制的声表面波氢敏器件进行了测试评价(图3),相对于国内外已报道氢敏元件,传感器实现了快速的传感响应(<4s),此外还具有低检测限(7ppm)、良好选择性和重复性的特点,其灵敏度达1.5kHz/%,在氢能应用中具有很好的应用前景。
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图1 钯铜纳米线的制备流程及表征(图/中科院声学所)
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图2 沉积钯铜纳米线的声表面波氢敏器件(图/中科院声学所)
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图3 声表面波氢敏器件的响应特性测试(图/中科院声学所)
关键词:
声表面波;氢气传感器;钯铜纳米线
参考文献:
WANG Wen, LIU Xueli, MEI Shenchao, JIA Yana, LIU Mengwei, XUE Xufeng, YANG Dachi, “Development of A Pd/Cu Nanowires Coated SAW Hydrogen Gas Sensor with Fast Response and Recovery”, Sensors and Actuator B, 2019, 287, 157-164. DOI: 10.1016/j.snb.2019.02.047
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.02.047