中国科学院声学研究所推荐下列项目申报2014年度北京市科学技术奖,特进行公示。公示期: 2014 年 4 月 1 日至 2014 年 4 月 7 日,公示期内如对公示内容有异议,请您向 中国科学院声学研究所科技处 反映。
联系人及联系电话:金赛敏 010-82547921
附:公示内容
项目名称:基于聚合物粘弹效应的声表面波气体传感器敏感机理及性能优化研究
候选单位(含排序):1 中国科学院声学研究所
候选人(含排序):01王文 02何世堂 03潘勇 04刘明华 05黄启斌
06刘建生07李顺洲 08刘久玲 09徐方迁
项目简介(不超800字):用声表面波技术来实现痕量气体的便携式现场检测是目前的一个热点课题,它在公共安全、公共突发事件处置、环境监测、工业分析、安全生产等领域显示出广阔的应用前景和重大学术价值。但是,在声表面波气体传感器机理研究上遇到较大的困难,即不能正确解释新型敏感膜成膜方式的聚合物粘弹效应作用下的声表面波传播特性,导致难以获得最优化的传感器性能,阻碍了其实际应用。本成果针对上述困难,在国家自然科学基金重点项目的支持下,开展了新型成膜条件下的基于聚合物粘弹效应的声表面波气体传感器敏感机理及性能优化研究,主要成果为:1.利用分层介质中声传播理论与微扰方法建立了新型成膜条件下的基于聚合物粘弹效应的声表面波气体传感器敏感机理的理论模型,充分考虑到了活性表面金膜及不同模态聚合物粘弹特性对传感器气体吸附特性的贡献,正确解释粘弹性聚合物敏感膜引起的传感器响应的非线性特性,提取出最优化的传感器关键结构参数,以实现传感器性能的最大改善。本成果为高性能声表面波气体传感器研制提供了坚实的物理基础和正确的技术方法。该成果已经应用于针对有机磷毒剂检测的声表面波传感器阵列系统之中,系统性能已达到并部分超过国外同类产品,彰显出显著的社会和经济效益。2.采用复色散方程的泰勒扩展、分层介质中声传播理论以及微扰方法,首次建立起了基于聚合物粘弹效应的Love波气体传感器敏感机理的理论模型,清晰的给出了采用粘弹性聚合物波导层与敏感膜材料的Love波传感器机理的物理内涵,准确的分析了聚合物的粘弹效应所导致的声衰减及传感器响应的非线性特性,揭示了Love波模式的气体传感器表现出来的更高灵敏度特点的内在机理。3.利用分层介质中声传播理论及变分原理对铝/金双电极与压电晶体结构中的声表面波传播特性进行分析,精确推导了考虑机电耦合系数影响的电极反射系数的计算公式,实现了最优化的传感功能结构。提出和实现了一种无线无源的气体传感方式,丰富和发展了痕量气体检测手段。上述成果在国内外期刊会议上发表论文40篇,其中SCI收录20篇,EI收录25篇,SCI他引63次,他人总引225次。授权发明与实用新型专利各两项。在多篇国际著名学者撰写的综述性论文中获得大篇幅的引用与评价,得到国内外学者的广泛认可。