作者:苔莎·米
宾夕法尼亚州立大学皮克 宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系职业发展教授“拉里”程带领的宾夕法尼亚州立大学研究团队正在探索各种纳米材料、传感器设计和制造方法，这将有助于可拉伸、可穿戴气体传感器的发展
信用:程寰宇 宾夕法尼亚州立大学的研究人员表示，对纳米材料、传感器设计和制造方法的新理解，可能有助于开发可拉伸、可穿戴的气体传感器，用于监测暴露环境中人类的气体生物标志物和有毒气体
宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系职业发展教授多萝西·奎格勒(Dorothy Quiggle)领导的“拉里”程(Larry Cheng)研究小组最近发表了一篇关于分析化学趋势中气体检测可拉伸传感器现状的综述
气体传感技术的最新发展使得通过监测人体呼出气体或皮肤汗液的代谢过程来检测人体内的气体生物标志物，以及检测人体周围环境中的有害或有毒气体成为可能
显著拉伸皮肤的人体运动会使传感器退化或变形，使其无法准确检测气体
为了制造更有弹性的传感器，程和他的团队研究了最有效的传感器制造方法，这些方法可以适用于各种应用
“随着呼吸分析的最新发展，我们开始朝着开发一种气体传感器的方向发展，这种传感器可以有一个更大的应用平台，”程说
程说，气体传感器可以通过检测人体呼吸中的挥发性有机化合物(VOCs)来帮助提供早期医学诊断，这可能表明存在多种疾病，包括阿米巴痢疾、肠道细菌感染和癌症
以前的传感器只能监测葡萄糖和酸碱度
“从人的皮肤汗液和呼出的气体中，我们有大约2600种气体形式的生物标志物，”程说
“这给了我们重要的信息，我们可以在疾病诊断的发展中加以利用
" 除了监测这些生物标志物，传感器还可以检测人类周围环境中可能存在的有毒气体的危险水平
例如，传感器可以检测煤矿中甲烷的危险水平，并有可能监测煤矿工人的健康和安全
程表示，目前的气体传感器与研究小组正在研究的版本具有相似的特性，但它们存在缺陷
例如，基于金属氧化物的气体传感器具有高工作温度，使得它们太热而不适合人们佩戴
程说，通过改进现有气体传感器的制造方法，他计划开发一种更可靠、更安全的气体传感器
研究人员对一种通过简单的激光划片过程直接集成激光诱导石墨烯的新型平台特别感兴趣
程表示，这是开发一种更灵敏、更具选择性、能够快速检测超低水平挥发性有机化合物和有害气体的传感器的一种经济有效的方法
LIG是高度多孔的，可以与碳基或金属氧化物纳米材料集成，这些材料对气体高度敏感
程的平台包括在薄膜上划线的LIG激光，该薄膜被转移到软基底上，并涂上导电金属以降低其电阻
由于通过这种方法产生的电阻降低，传感器很容易引起自热
与新型LIG气体传感平台集成的混合金属氧化物使其工作温度明显低于以前的基于金属氧化物的气体传感器
程和他的同事还在研究复合材料的形状如何影响其环境传感性能，复合材料包括可穿戴的、可拉伸的气体传感器
“尽管各种纳米材料已被应用于可拉伸的气体传感器，但仍有广泛的气敏纳米材料常用于刚性气体传感器，而在可拉伸的同类材料中却没有探索到，”程说
“我们非常有兴趣探索这些新型纳米材料，为新型可拉伸气体传感器提供独特的选择性、高灵敏度、快速响应和宽检测限
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