近日,密院教师万文杰与美国密西根大学Xiaogan Liang教授通过物联网大平台,合作研发利用纳米压印技术制备基于表面拉曼增强光谱(SERS)来进行大气监测的灵敏气体传感器。该课题已获上海市2015年度“科技创新行动计划”国际科技合作项目立项支持,也是密院首次获得该类资金资助。
作为继互联网之后的又一技术革命,新兴的物联网技术为产业创新与融合提供了新机会,并将成为工业与信息化融合的重大契机。万文杰团队在此基础上,将研究目标转向当前中国日益严重的大气污染问题,而一氧化氮、一氧化碳、氨 气、乙烷等直接危害人体健康的化学气体扩散与传播一直受制于现有的监测技术。他们希望可以通过结合灵敏气体传感的物联网实时有效的监测,迅速的定位污染源提供给相关环保机构。物联网技术的核心是传感器,而现有的气体传感技术主要是利用甲烷、甲醛、乙炔等化学气体在传感器表面的吸附从而影响其导电率半导体式传感器,传感选择性差,往往只能探测一种或几种气体,容易受外界影响。气相色谱法传感技术由于其较为复杂的气体流通 结构用于分离各类气体,再需配合其他光、电探测器,造价较高,较难与物联网结合。
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针对这一问题,万文杰(左图)团队计划研究利用拉曼光谱法给光学气体测量提供了另一途径: 其利用所测介质独特的拉曼散射的特质,可同时探测多种气体。随着表面增强拉曼光谱等技术的发明,给了此类传感方法在灵敏度上的提升。,该项目合作方美国密西根大学Xiaogan Liang教授师是纳米压印这一微纳加工领域的核心技术方面的专家。此次合作将从根本上把传感器体积做小,降低成本。
据了解,合作双方在此前已有良好的合作基础,双方于今年共同发表在Nature子刊Scientific Reports上一篇利用二硫 化钼结合微流体技术的生物传感器的研究。双方合作的另一重要成果也于2015发表于Scientific Reports杂志上。
该课题负责人万文杰2011年加入上海交通大学密西根学院,双聘于上海交大物理系为特别研究员。他的研究领域为非线性纳米光学,多篇研究成果发表于国际著名期刊,包括 Science、Nature Physics、 Nature Photonics、 Physics Review Letters,并受邀为多家国际一流期刊审稿。2011年完成的“光学相干全吸收器(反激光器)”课题入选由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2011年“世界十大科技进展”。