朱震 科技日报记者 于紫月
机场、车站等人员密集场所的爆炸物检测，有望告别“贴纸取样”的传统方式，转而采用“烟感报警器”式的高效手段。记者从西安近代化学研究所获悉，该所成功研发出一种气体传感器，实现了对火炸药等硝基芳香类物质的超灵敏检测，检测限达到万亿分之一（PPT）量级。近期，相关成果发表于《化学工程》。
爆炸物痕量蒸气检测是公共安全与反恐领域的国际性技术难题。传统检测手段多采用擦拭取样、离子迁移谱等方法，存在需近距离接触可疑物、检测速度慢、灵敏度有限等局限。而新型气体传感器的诞生，为安检场景提供了“非接触、高灵敏、低功耗”的全新解决方案。
结构决定性能。该气体传感器采用异质结构纳米材料。这种材料通常由两种或多种结构差异较大的物质组成，其多样的“交会”界面往往能令材料具备卓越独特的性能。此次，研究团队正是利用异质结构材料的特性，对两种材料的“交会”界面精心设计，构建出“电子陷阱”，一旦空气中出现硝基芳香类爆炸物气体分子，便能精准捕获并牢牢吸附。同时，异质结构材料具备电子快速迁移特性，可显著增强传感信号，从而将检测极限推至PPT量级。
目前，研究团队正致力于开发新一代便携式、小型化“口袋”检测仪，类似生活中常见的“烟感报警器”，无需人员靠近可疑物即可完成超高灵敏探测。未来可广泛用于大型活动场所安检快速筛查、反恐与环境痕量爆炸物监测，以及工业安全检测等领域。
据悉，该成果由西安近代化学研究所与中国科学院上海微系统与信息技术研究所合作完成。团队已与仪器企业启动工程化样机联合开发。研究团队还表示，该异质结构设计策略不仅适用于硝基芳香类爆炸物检测，还可拓展至其他爆炸物及环境有害气体传感，有望成为通用型超高灵敏度气体传感器技术平台。
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