Обзор

Наноматериалы на основе полупроводниковых оксидов металлов для газовых сенсоров контроля качества воздуха: принципы работы, характеристики и методы синтеза

Metal oxide semiconducting nanomaterials for air quality gas sensors: operating principles, performance, and synthesis techniques

Mikrochimica Acta
10.1007/s00604-022-05254-0
Полный текст Открыть в журнале PubMed PMC
FWCI: 11.7FWCI — Field-Weighted Citation Impact (индекс цитируемости с поправкой на область науки). 1.0 = среднее, > 1 = выше среднего · Процитировано: 221 · Ссылки: 136 · Лицензия: CC-BY
Цитирование по годам: 2026: 53 · 2025: 78 · 2024: 55 · 2023: 36 · 2022: 5

Аннотация

Для мониторинга качества воздуха необходимы сенсоры, способные измерять концентрацию газообразных загрязнителей вплоть до уровней ppb и ppt и при этом обладающие высокой чувствительностью и селективностью, а также коротким временем отклика и восстановления. Среди различных типов сенсоров большой потенциал имеют сенсоры на основе полупроводниковых оксидов металлов (MOS): их можно изготавливать простыми и недорогими методами и настраивать для измерения концентрации широкого спектра целевых газов. Работа MOS-сенсоров основана на адсорбции молекул целевого газа на поверхности чувствительного материала и последующем захвате электронов из зоны проводимости, что влияет на его электропроводность. Несмотря на простоту конструкции и изготовления, такие сенсоры ограничены высоким пределом обнаружения (обычно на уровне ppm), а также низкими чувствительностью и селективностью. Теоретически снизить предел обнаружения и повысить чувствительность можно за счёт наноструктурирования MOS, увеличивающего пористость и отношение площади поверхности к объёму; селективность можно настраивать изменением химического состава. В этой статье представлен критический обзор доступных методов наноструктурирования MOS-материалов для хеморезистивных сенсоров и обсуждается, как с их помощью можно придавать сенсорам требуемые свойства. Сначала описаны принципы работы хеморезистивных сенсоров и ключевые свойства материалов, определяющие их характеристики. Основная часть статьи посвящена доступным методам синтеза наноструктурированных MOS для газовых сенсоров. В заключение рассмотрены актуальные потребности и перспективы повышения характеристик сенсоров с учётом требований к мониторингу качества воздуха.

Переведем эту статью за 1 час

Загрузите PDF, а мы сделаем полный перевод, краткий конспект и красивую инфографику.

Попробовать бесплатно →

Также в Подтеме: еженедельные литобзоры, база международных клинреков и конспекты свежих мед. статей и подкастов каждый день.