由浦项科技大学主办 学分:浦项科技大学 工厂有毒气体泄漏、锅炉一氧化碳泄漏、人孔清洗时有毒气体窒息等气体事故继续造成人员伤亡
开发一种能够快速检测有毒气体或生化物质的传感器仍然是公共卫生、环境监测和军事部门的一个重要问题
最近，POSTECH的一个研究小组开发了一种廉价的超小型可穿戴全息传感器，可以立即通知用户挥发性气体的检测
一个由机械和化学工程系的朱苏克·罗教授和博士领导的联合研究小组
机械工程系金英奇与金英基教授和博士
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POSTECH化学工程系的候选人金元锡已经将亚表面与气体反应性液晶光调制器集成在一起，开发了一种传感器，当检测到有害气体时，该传感器可以立即提供视觉全息警报
这项研究的结果于2021年4月7日在《科学进展》发表
对于那些在石油化工厂等危险环境中工作的人来说，气体传感器就是生命
然而，传统的气体传感装置由于用复杂的机器和电子设备制造成本高而没有被广泛使用
此外，商用气体传感器的局限性在于它们难以使用，并且便携性和反应速度差
为了解决这些问题，研究小组利用了亚表面，这是一种众所周知的未来光学设备，通过控制光的折射率使可见物体消失，从而产生隐形斗篷效应
元表面特别用于通过自由控制光线来传输双向全息图或三维视频图像
利用亚表面，研究小组开发了一种气体传感器，通过使用透射光的偏振控制，该传感器可以在几秒钟内在空间中浮动全息图像警报，透射光在暴露于气体时会由于传感器设备内部液晶层中液晶分子的方向变化而发生转换
此外，研究小组开发的这种气体传感器不需要外部机械或电子设备的支持，不像其他传统的商用气体传感器
研究人员使用异丙醇作为目标有害气体，这种有毒物质会导致胃痛、头痛、头晕，甚至白血病
新开发的传感器被证实甚至可以检测到大约200ppm的微量气体
在一个使用记号笔的实际实验中，记号笔是我们日常生活中的挥发性气体源，当记号笔被带到传感器时，视觉全息警报会立即弹出
此外，研究小组开发了一种一步纳米复合印刷方法来生产这种柔性和可佩戴的气体传感器
亚表面结构先前是在硬基底上加工的，设计成能够在弯曲或柔性基底上通过单步纳米铸造工艺快速生产
当用这种方法制造的柔性传感器像贴纸一样贴在安全眼镜上时，它可以检测气体并显示全息警报
预计它可以与苹果、三星、谷歌和脸书正在开发的玻璃型增强现实显示系统集成
更进一步，研究小组正在开发一种高性能的环境传感器，可以通过全息警报显示周围气体或生物化学物质的类型和浓度水平，并正在研究可以编码各种全息图像的光学设计技术
如果这些研究成功，它们可以用来减少生化或气体泄漏造成的事故
“这种新开发的超小型可穿戴气体传感器比传统的听觉或简单的光警报提供了更直观的全息视觉警报，”教授说
Junsuk Rho
“预计它在声音和视觉噪音较大的更极端的工作环境中特别有效
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