美国一种自我清洁功能的新型传感器问世

    据最新一期的《材料研究和传感器通讯》杂志报道，美国宾夕法尼亚州立大学研发出一种具有自我清洁功能的新型传感器———二氧化钛纳米管氢传感器。

研究表明，尽管二氧化钛纳米管氢传感器属气敏传感器，但却有着光敏性较其他形式的二氧化钛材料高100倍的特性。只要将其暴露在紫外线下，吸附在二氧化钛纳米管氢传感器上的污染物质就能轻而易举地被有效清除掉。因此，在实际使用中，这种传感器能够靠自己的能耐使自己清洁如故、性能如初，并保持原有的探测灵敏度。

氢传感器广泛应用于化工、石油和半导体工业，也常被用作诊断工具，用来监测某些种类的细菌感染。在日常生活中，氢传感器同样大有用武之地。比如，面包店可以利用氢传感器帮助面包师监测氢浓度和烤箱温度，确定面包出炉的时间；氢传感器更是燃料电池汽车忠实的安全卫士，用于监测这种汽车的燃烧系统的氢泄漏。对于燃料电池汽车来讲，如果氢泄漏达到4％，就会引发爆炸。

然而，常规氢传感器的保洁问题颇令人头疼。在使用氢传感器的各种场合，比如在石化厂，氢传感器经常变得很脏，监测功能也因此大打折扣。宾夕法尼亚州立大学科研人员的这项研究，其目标就是让氢传感器升级换代，彻底解决这种传感器的保洁问题。

为了验证这种覆盖有钯的二氧化钛纳米管氢传感器的自洁功能，他们对其实施烟熏、油染，极尽“虐待”之事。他们把传感器浸泡在不同机油里，观察它们能否最终拒“腐蚀”、永不沾，还用各种物质包括硬脂酸、香烟烟雾以及各种油脂进行“围困”，但只要将其暴露在紫外线下，1小时后，这种传感器就能自我清除大部分油脂，10小时后，这些传感器就几乎崭新如初，因污染而大大降低的氢灵敏性完全恢复。

气敏传感器的自洁功能非常有用。现实环境中，它们常常会被各种物质，包括挥发性有机物气体、碳黑和油类挥发物质以及尘土和花粉所污染，而二氧化钛纳米管独特的光敏性却能够使附着在传感器上的污染物质发生光化学反应，氧化污染物质，自己清洁自己，从而延长传感器的使用寿命，提高传感器的灵敏度，将传感器的错误减到最低程度。

当然，好不容易才开发出这种新型传感器材料，研究人员可不想让它一枝独秀。二氧化钛纳米管在气敏传感器领域的应用范围极广，不仅局限于监测氢含量，只要给二氧化钛纳米管掺杂微量的不同金属，比如，锡、金、铜、铌等，就能制造出多种化学传感器。让人高兴的是，这些添加的微量金属只会增加气敏传感器的种类，而不会影响二氧化钛纳米管洁身自好的功能。同时，利用这种材料的高效自洁特性，用不了多久，新型自洁烤箱、自洁玻璃和自洁卫生洁具等系列自洁产品也会大量涌现。

不过，这种传感器也有自己的克星。比如，它对喷溅在自己身上的WD-40油脂涂层就有点束手无策，因为这层油脂含盐，致使纳米管的光敏性下降。

图为研究人员预备用作10V电压阳极的氧化钛纳米管阵列图片。

/**/