江 源,常 烨,高传海,刘伯华,张孟伦,段学欣

(天津大学精密仪器与光电子学院,天津 300072)

挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds),作为一种沸点低,易挥发的化合物种类,非常普遍的以气体的形式存在于我们的生产与生活当中。房屋装修中来源于家具,装饰材料中的VOCs气体被认为会对人类健康产生不利的影响[1]。水果在成熟,食物在变质的过程中挥发出的VOC气体可以作为判断食品的新鲜程度的标志[2]。驾驶员呼出气体中的乙醇浓度可以作为快速判断酒驾,醉驾的依据。人类在患有某些疾病时,呼出气体中某一类VOC气体的成分会明显偏高[3-4]。因此,研究VOCs气体传感器具有重要的意义。而便携,轻薄,具有机械柔性的VOCs传感器,在可穿戴设备,仿生电子鼻,家庭医疗装置,环境污染监控节点,食品变质检测的电子标签等方面有着独到的优势和广泛的应用前景[5]。传统的VOCs传感器主要基于半导体金属氧化物[6-7],由于工作原理的限制,这类传感器需要工作在较高的温度下,结合加热控温装置使用,因此存在体积和能耗方面的瓶颈,难以进行微小型化。基于石墨烯,碳纳米管等新兴的二维,一维材料制作的气体传感器,能够在达到非常高的灵敏度的情况下,同时具备很好的弯曲性能[8-12]。但是这类传感器通常需要额外的刺激(如紫外光照)来使器件得到较为快速的恢复。此外,大多数基于纳米材料的柔性传感器只能对二氧化氮,氨气等具有强氧化或者还原性的气体具有比较好的响应,而对于VOCs气体的响应要小的多。……