声表面波在气敏应用中具有快速、高灵敏、微型、轻质的独特优势，因而在单兵防化、公共安全及工业流程监控等领域极具应用前景。中科院声学所王文团队与军事科学院防化研究院潘勇团队在长期声表面波气敏机理与器件优化研究的基础上，为推进声表面波气敏技术的实用化进程，持续开展了声表面波气敏器件及系统环境适应性的研究。

　　相关成果相继发表在领域内知名国际期刊 Sensors and Actuators B (IF: 6.3)及 RSC Advances (IF: 3.0)。

　　研究人员通过六氟异丙醇基聚硅氧烷（fluoroalcoholpolysiloxane, SXFA）和聚环氧氯丙烷（polyepichlorohydrin, PECH）的合成与薄膜制备方法及声表面波器件优化研究，设计并研制出了针对含膦含硫毒害气体快速检测的高性能声表面波气敏器件，并对其环境适应性开展了实验研究。测试结果显示，传感器针对甲基磷酸二甲酯（dimethyl methyl phosphonate, DMMP）和二氯乙基硫醚（2-chloroethyl ethyl sulfide, CEES）的检测下限可达0.12mg/m³和1.5mg/m³；它具有可靠的宽温高湿环境适应能力；给大多数气敏技术带来困扰的烟雾并没有对该传感器造成明显影响。

　　研究成果表明，声表面波气体传感技术可为复杂应用环境中毒害气体快速、高灵敏的监测预警提供良好的解决方案。

　　本研究受国家自然科学基金 (No. U1837209, 11774381)等资助。

　　

　　图1 沉积SXFA的传感器气敏特性（图/中科院声学所）

　　

　　图2 沉积PECH的传感器气敏特性（图/中科院声学所）

　　关键词：声表面波，气体传感器， 温湿度效应， 环境适应性， 检测下限

　　参考文献：

　　[1] PAN Yong, ZHANG Genwei, GUO Tengxiao, LIU Xueli, ZHANG Caihong, YANG Junchao, CAO Bingqing, ZHANG Chao, WANG Wen. Environmental characteristics of surface acoustic wave devices for sensing organophosphorus vapor. Sensors and Actuators B, Chemical, 2020, 315, 127986. DOI: 10.1016/j.snb.2020.127986

　　[2] PAN Yong, ZHANG Lin, CAO Bingqing, XUE Xufeng, LIU Weiwei, ZHANG Caihong, WANG Wen. Effects of temperature and humidity on the performance of a PECH polymer coated SAW sensor. RSC Advances, 2020, 10, 18099. DOI: 10.1039/d0ra02502j

　　论文链接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400520303348

　　https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ra/d0ra02502j#!divAbstract