同济大学有机晶体管传感器研究取得系列重要进展

MEMS · 公众号 · · 2017-09-24 00:00

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在有机晶体管化学传感器的研究发展过程中，对气体和液体的传感探测先后被实现，但是对固体粉末样品的快速直接检测一直未能实现。而对固体粉末中的有害化学物质的检测，例如对奶粉中的三聚氰胺的快速直接检测，具有较大的科学意义和应用价值。黄佳课题组设计制备了新型的基于肩并肩有机二极管结构的传感器（图1），实现了对微量固体化学物质在粉末样品的灵敏检测，可以在接触样品后有效检测到固体粉末中含有的远低于我国食品安全标准的极低浓度的三聚氰胺。研究成果最近发表于化学领域国际顶级期刊《美国化学会志》[Journal of the American Chemical Society(2017) 139, 12366. 影响因子13.9]。

图1. 新型的基于肩并肩二极管结构的传感器的组成材料及器件示意图

课题组还设计制备了微纳孔有机场效应晶体管气体传感器，利用气体分子与场效应晶体管导电沟道快速相互作用的机理，显著提高了传感器的灵敏度。对氨气的响应灵敏度超过340% /ppm，能对浓度低于亿分之一的氨气表现出明显响应，其检测极限是论文发表时同类器件的最高记录，成果发表于材料领域著名期刊《先进功能材料》[Advanced Functional Materials. (2017)27, 1700018. 影响因子12.1]。此外该课题组还与环境学院李卓老师合作，实现了对饮用水中极低浓度的消毒副产物的有效监测，研究成果最近发表于《材料化学杂志A》[Journal of Materials Chemistry A. (2017) 5, 4842. 影响因子8.9]。