《聚苯胺基ppb级室温MEMS 氨气传感器》
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段落引言
引用：Zhang T, Shen W, Lv D, et al. One-step fabrication of Pd and Au-modified polyaniline MEMS sensors for ppb-level NH₃ detection at room temperature[J]. Sensors and Actuators A: Physical, 2025, 386.
作者单位：宁波大学/中国科学院宁波材料技术与工程研究所/中国科学院大学/中科微感（宁波）科技有限公司
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内容简介
本论文创新性地采用一步原位聚合法制备了Pd和Au修饰的聚苯胺MEMS氨气传感器。该传感器在室温下对1 ppm的NH₃有127%的响应，响应时间44 s，恢复时间91 s，检测限低至0.2 ppb，具有优异的选择性。此外，该传感器在31天的评估期内表现出出色的长期稳定性，响应波动最小，低于6%。卓越的传感器性能可归因于其独特的膜结构和Au和Pd纳米颗粒的协同催化活性，使其成为NH₃检测的高效，稳定和具有成本效益的解决方案。此外，该传感器的紧凑设计，易于大规模生产，并与电路无缝集成，使其特别适合环境监测和疾病诊断应用。
关键词：MEMS传感器 氨气传感器 聚苯胺 ppb级检测 原位合成
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图文导读
图1. Pd和Au修饰的PANI MEMS传感器的结构图示。
图2. PA10Pd4 MEMS传感器制作及气敏性能静态测试装置示意图。
如图2所示，在传感器制造和气敏测量方面，作者采用了宁波启微数感传感器测试腔与传感器测试模块来进行气体测试，实现了快速、低成本多通道的信息采集和处理。
图3. (a)PANI，PA10和PA10Pd4传感器对1 ppm NH3的响应-恢复曲线;（b）PA10Pd4传感器对0.005-50 ppm NH3的响应和恢复时间;（c）PA10Pd4传感器对1 ppm和5 ppm NH3的重复响应-恢复曲线;（d）PA10Pd4传感器对NH3的检测下限。
图4. (a)PA10Pd4传感器对各种干扰气体的选择性响应;（b）PA10Pd4传感器一个月的长期稳定性。
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总结和展望
本研究以聚苯胺（PANI）为基础材料，通过一步原位聚合在MEMS芯片上合成Au和Pd改性的PANI复合膜，制成高稳定性MEMS传感器。该传感器在室温下对1 ppm NH₃响应达127%，检测限低至0.2 ppb，长期稳定性和重复性良好，在0 - 40℃和20 - 65%湿度范围内稳定，结合AI校准可提高精度，克服了传统PANI传感器局限，为高性能、低功耗NH₃传感器发展开辟新途径。
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产品介绍
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