日本豐橋技術科學大學(TUT)的研究團隊開發了一種使用半導體微加工的檢測晶片，可以在室溫下檢測撥出氣體中揮發性氣體的濃度。
在可柔性變形的奈米片上裝載有聚合物，當氣體被吸收時會膨脹和收縮。透過測量目標氣體被吸收時發生的變形量，從而提高氣體檢測靈敏度。
該晶片只有幾平方毫米大小，採用半導體微加工技術，有望製成物聯網氣體感測器用於遠端醫療，可以很方便地在家中進行呼吸測試。
有一些測試方法可以測量呼吸和血液中的特定分子，這些分子是確定各種疾病存在和發展程度的指標。其中呼吸測試無創檢測是近年來備受關注的一種極具發展前景的低負擔疾病檢測方法。
據報道，呼氣中揮發性有機化合物的濃度在糖尿病、腎衰竭、肺癌等病例中增加，可這些標記物在未來有望用於患者診斷篩查。
以前開發的半導體氣體感測器是在感測器上形成一層薄膜，其電阻和電容隨著氣體的反應而變化，透過將薄膜加熱到幾百攝氏度來進行測量。
然而，為了降低由於加熱引起的外圍電路升溫，需要單獨形成將加熱部件與外圍分開的結構，並且由於分離原件導致製造工藝的複雜性增加和單位面積整合度降低也是很大的問題。此外，加熱導致的功耗增加阻礙了氣體感測器在物聯網裝置中的應用。
此次日本團隊開發的新型感測器以形成一種聚合物材料，當氣體分子被吸附在薄而靈活的可變形的奈米薄片上時，這種材料就會膨脹或收縮，它可以根據薄片的變形量來測量目標氣體的吸收量。
該感測器利用透過窄間隙的光增強的干涉特性來根據顏色變化確定氣體吸附。利用該技術，實現了一種不需要加熱機制就能在室溫下測量氣體的檢測晶片。此外，這種感測器可以在不增加面積的情況下增加靈敏度。
此外，實驗顯示該晶片可以檢測乙醇氣體(一種典型的揮發性有機化合物)。與使用相同檢測方法的感測器相比，檢測效能提高了40倍，而每個元件的面積減少到1/150。該感測器有望用作小型行動式呼吸測試裝置。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
論文連結:
https://www.mdpi.com/1424-8220/20/23/6868