碳納米管（CNTs）的管壁具有比表面積大、強度高、結構有序和電學敏感等優異性質，是制備氣體傳感器的理想材料之一。但是，氣體在傳感器表面具有粘滯和吸附的特性，已有研究的CNTs 外壁敏感式氣體傳感器存在難以使被測氣體分子高效地接觸到CNTs 外壁敏感表面的問題。本項目旨在采用化學氣相沉積法（CVD）直接生長單壁碳納米管（SWCNTs）定向陣列和在氧化鋁模板孔道里CVD 生長多壁碳納米管（MWCNTs）定向陣列，通過刻蝕和氧化的方法打開CNTs 兩端的管口，使被測氣體分子通過CNTs 內管，依據內管管徑尺度與氣體分子平均自由程接近，被測氣體分子能夠與內壁充分接觸的特性，實現對化學神經類毒氣沙林的類似物甲基膦酸二甲酯（DMMP）超靈敏性氣體檢測，最低檢測濃度達到40 ppt。研究結果表明：這兩種內壁式碳納米管氣體傳感器使對DMMP的檢測濃度提高到了ppt量級，其中對于多壁碳納米管內壁氣體傳感器，對DMMP的最低檢測濃度為200 ppt，響應時間小于2 min，電阻變化率為3.5%。對于單壁碳納米管內壁氣體傳感器，對DMMP的最低檢測濃度為40 ppt，響應時間小于2 min，電阻變化率為1.8%。如此高靈敏的納米傳感器將在眾多領域中得到廣泛應用。初步掌握了制備納米氣體傳感器件的關鍵技術（如：傾斜樣品濺射制備電極技術等），分析了碳納米管內壁傳感器的工作機理，優化傳感結構和制作技術，為高靈敏度碳納米管內壁納米氣體傳感器初步建立了知識和技術基礎，可以為其從材料到器件、從器件到系統等諸多實際問題提供指導性的建議。 2100433B

碳納米管（CNT）的管壁具有比表面積大、強度高、結構有序和電學敏感等優異性質，是制備氣體傳感器的理想材料之一。但是，氣體在傳感器表面具有粘滯和吸附的特性，已有研究的CNT外壁敏感式氣體傳感器存在難以使被測氣體分子高效地接觸到CNT外壁敏感表面的問題。本項目旨在采用化學氣相沉積法（CVD）直接生長單壁碳納米管（SWCNT）定向陣列和在氧化鋁模板孔道里CVD生長多壁碳納米管（MWCNT）定向陣列，通過刻蝕和氧化的方法打開CNT兩端的管口，使被測氣體分子通過CNT內管，依據內管管徑尺度與氣體分子平均自由程接近，被測氣體分子能夠與內壁充分接觸的特性，實現超靈敏性氣體檢測[對化學神經類毒氣沙林的類似物甲基膦酸二甲酯（DMMP）的檢測濃度達到一萬億分之一（ppt）量級]。研究CNT內壁的傳感機理，優化傳感結構和制作技術，建立CNT內壁超靈敏性納米傳感器的知識和技術基礎。

熱導式氣體傳感器優點

1.檢測范圍大，最高檢測濃度達100%

2.工作穩定性好、使用壽命長、不存在觸媒老化的問題。具有較高的穩定性和可靠性。

3.具有“廣譜”性，可以檢測幾乎所有的氣體。既可以檢測所有可燃性氣體，也可以檢測惰性氣體。而且在被測環境中有氧或無氧的情況下都可以實現氣體濃度的檢測。

4.檢測裝置簡單、價格便宜、使用維護方便。這些優良特性是很多氣體傳感器不具備的。

熱導式氣體傳感器缺點

存在檢測精度差、靈敏度低、溫度漂移大等缺陷，限制了熱導氣體的傳感器的廣泛應用。