国家材料科学研究所 一种能够以高选择性检测乙烯的小型高灵敏度传感器
信用:NIMS NIMS和AIST开发了一种小型传感器，能够连续监测植物激素乙烯
乙烯气体促进水果和蔬菜的成熟，但是过度暴露会导致它们腐烂
这种新型小型传感器可用于监测水果和蔬菜，通过连续检测乙烯气体，确保运输和储存期间的新鲜度，并有助于减少食物浪费
乙烯是一种气体分子，由水果和蔬菜释放出来，是一种促进成熟的植物激素
新鲜农产品可以在采后贮藏中通过将乙烯引入贮藏设备而人工成熟
对这些设施中乙烯浓度的连续监测可以更准确地估计储存农产品的成熟进程，从而实现最佳的运输和储存计划
这种潜在的好处导致了农业和食品工业对小型廉价乙烯传感器的高需求
能够检测乙烯的小型传感器在市场上可以买到，但许多传感器只能在高温(200-300 ℃)下工作
此外，使用半导体作为传感材料的市售传感器可以检测其他气体分子(例如
g
酒精和甲烷),因为它的表面活性很高
因此，这些现有的传感器对乙烯缺乏选择性灵敏度
在这个研究项目中，我们开发了一种能够以高选择性检测乙烯的小型高灵敏度传感器
该传感器由三个部分组成:一个高活性的催化剂，可选择性地将乙烯转化为乙醛；一个试剂，可与乙醛反应释放酸性气体；一个单壁碳纳米管电极，对酸性气体非常敏感(图)
这种高活性催化剂可以在分析物-空气通过时反复将乙烯转化为乙醛
此外，该催化剂可在接近室温(40 ℃)的条件下工作，使小型传感器节能
乙醛和试剂反应产生的酸性气体强烈地从单壁碳纳米管半导体中吸收电子，改变了半导体的电阻
这些特征和机制使得传感器能够选择性地和灵敏地检测乙烯，即使在极低的浓度(0
1 ppm ),通过监测电阻的变化
这种传感器有望有效地监测储存的许多类型新鲜农产品的乙烯浓度
例如，促进香蕉和猕猴桃成熟的乙烯浓度分别约为500 ppm和10 ppm:在传感器的有效灵敏度范围内
这种小型、高能效、低成本的乙烯传感器旨在与大数据集成和网络系统兼容，因此可以作为一种重要的工具来实现日本的超级智能社会愿景(社会5
0倡议)在农业和食品工业中付诸实施
该研究小组正在设计不同类型的高活性催化剂，以开发能够检测除乙烯之外的气体分子的小型传感器
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