近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员耿旭辉、研究员关亚风团队研制出基于电流体动力学喷射技术原位打印的双层结构氢气传感器，解决了传统半导体电阻式氢气传感器灵敏度低、选择性差的问题，提供了一种高精度、高可靠、高稳定地测定环境中氢气的电阻式传感器设计途径。相关成果发表在《传感器和执行器B：化学》上。
在工业生产、燃料电池等领域实现对氢气的高灵敏度检测及泄漏预警具有重要意义，降低常见干扰气体的交叉响应，进而提高氢气传感器的选择性也是氢气检测领域的研究重点。
本工作中，团队采用构建双层结构传感膜的策略，制备了由铂负载型介孔二氧化硅泡沫催化过滤层，以及ZnO/SnO2/Au（ZSA）传感层构成的氢气传感器。催化过滤层用于选择性催化氧化强干扰气体一氧化碳，使其交叉干扰从58%降低至15%。研究发现，裙带菜结构ZSA传感层有利于电子传输，使得氢气响应值提高了7倍。该双层传感器通过独立控制催化过滤和化学传感过程，实现了对材料气敏性能的高效调控，该设计思路可进一步扩展应用到其他气体传感元件的研制中。
本工作中的传感膜的制备采取了基于电流体动力学喷射打印技术，该技术具有分辨率高、墨水兼容性强、可实现微图案设计制造、喷射液滴动能大、所制薄膜均匀致密等优点，在此前双层结构H2S气体传感器的制备工作中表现出良好的可设计性和可操作性。团队通过调控墨水的组成并调节EHD打印参数，制备的具有“上疏下密”微结构的双层H2S传感膜在灵敏度、响应速度、长期稳定性等方面表现出良好的综合性能，证明了利用基于电流体动力学喷射打印技术制造多层结构可调控传感器的优势。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136324
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