據(jù)最新一期的《材料研究和傳感器通訊》雜志報道，美國賓夕法尼亞州立大學研發(fā)出一種具有自我清潔功能的新型傳感器———二氧化鈦納米管氫傳感器。

研究表明，盡管二氧化鈦納米管氫傳感器屬氣敏傳感器，但卻有著光敏性較其他形式的二氧化鈦材料高100倍的特性。只要將其暴露在紫外線下，吸附在二氧化鈦納米管氫傳感器上的污染物質(zhì)就能輕而易舉地被有效清除掉。因此，在實際使用中，這種傳感器能夠靠自己的能耐使自己清潔如故、性能如初，并保持原有的探測靈敏度。

氫傳感器廣泛應(yīng)用于化工、石油和半導體工業(yè)，也常被用作診斷工具，用來監(jiān)測某些種類的細菌感染。在日常生活中，氫傳感器同樣大有用武之地。比如，面包店可以利用氫傳感器幫助面包師監(jiān)測氫濃度和烤箱溫度，確定面包出爐的時間；氫傳感器更是燃料電池汽車忠實的安全衛(wèi)士，用于監(jiān)測這種汽車的燃燒系統(tǒng)的氫泄漏。對于燃料電池汽車來講，如果氫泄漏達到4％，就會引發(fā)爆炸。

然而，常規(guī)氫傳感器的保潔問題頗令人頭疼。在使用氫傳感器的各種場合，比如在石化廠，氫傳感器經(jīng)常變得很臟，監(jiān)測功能也因此大打折扣。賓夕法尼亞州立大學科研人員的這項研究，其目標就是讓氫傳感器升級換代，徹底解決這種傳感器的保潔問題。

為了驗證這種覆蓋有鈀的二氧化鈦納米管氫傳感器的自潔功能，他們對其實施煙熏、油染，極盡“虐待”之事。他們把傳感器浸泡在不同機油里，觀察它們能否最終拒“腐蝕”、永不沾，還用各種物質(zhì)包括硬脂酸、香煙煙霧以及各種油脂進行“圍困”，但只要將其暴露在紫外線下，1小時后，這種傳感器就能自我清除大部分油脂，10小時后，這些傳感器就幾乎嶄新如初，因污染而大大降低的氫靈敏性完全恢復。

氣敏傳感器的自潔功能非常有用。現(xiàn)實環(huán)境中，它們常常會被各種物質(zhì)，包括揮發(fā)性有機物氣體、碳黑和油類揮發(fā)物質(zhì)以及塵土和花粉所污染，而二氧化鈦納米管獨特的光敏性卻能夠使附著在傳感器上的污染物質(zhì)發(fā)生光化學反應(yīng)，氧化污染物質(zhì)，自己清潔自己，從而延長傳感器的使用壽命，提高傳感器的靈敏度，將傳感器的錯誤減到最低程度。

當然，好不容易才開發(fā)出這種新型傳感器材料，研究人員可不想讓它一枝獨秀。二氧化鈦納米管在氣敏傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用范圍極廣，不僅局限于監(jiān)測氫含量，只要給二氧化鈦納米管摻雜微量的不同金屬，比如，錫、金、銅、鈮等，就能制造出多種化學傳感器。讓人高興的是，這些添加的微量金屬只會增加氣敏傳感器的種類，而不會影響二氧化鈦納米管潔身自好的功能。同時，利用這種材料的高效自潔特性，用不了多久，新型自潔烤箱、自潔玻璃和自潔衛(wèi)生潔具等系列自潔產(chǎn)品也會大量涌現(xiàn)。

不過，這種傳感器也有自己的克星。比如，它對噴濺在自己身上的WD-40油脂涂層就有點束手無策，因為這層油脂含鹽，致使納米管的光敏性下降。

圖為研究人員預備用作10V電壓陽極的氧化鈦納米管陣列圖片。

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