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传感器在日常生活中被广泛使用,其用途从监视气体浓度到识别人脸。传感器还广泛用于各种工业过程中,以检测和监视各种过程。纳米传感器的工作方式与传统传感器相同,但是区别在于纳米传感器使用纳米材料作为其有源传感元件。

制造纳米传感器的5大材料技术

一、定义

纳米传感器是测量物理量并将这些量转换为可以检测和分析的信号的纳米级设备。

虽然目前全球对于纳米传感器并没有一个明确的定义,但大多数定义它为一种感测设备,其尺寸中的至少一个小于100 nm,目的是收集纳米级信息并将其转换为数据进行分析。

纳米技术处理的是物质在纳米级的物理或化学性质。因此,相比于传统传感器只能通过减少感测部件或换能器以改善传感器性能的模式,纳米传感器可以利用材料的物理或化学性质现,改善其重要特性和质量参数。

因此,纳米传感器并不一定要减小到纳米级的尺寸,而是可以利用纳米材料的独特特性来检测和测量纳米级事件的大型设备。例如,在诸如银或金的贵金属中,比电子的德布罗意波长小的尺寸的纳米结构导致在块状材料的光谱中不存在的可见/近紫外区域中的强烈吸收。目前已开发出用于检测气体,化学和生化变量以及物理变量和检测电磁辐射的纳米传感器。

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二、特性

与传统材料制成的传感器相比,基于纳米材料的传感器在灵敏度和特异性方面具有多项优势。

高特异性:纳米传感器之所以具有更高的特异性,是因为它们的运行规模与天然生物过程相似,可以利用化学和生物分子进行功能化,并具有引起可检测物理变化的识别事件。

高灵敏度:灵敏度的提高源于纳米材料的高表面积体积比,以及可以用作检测基础的纳米材料的新颖物理特性,包括纳米光子学。纳米传感器还可以潜在地与纳米电子器件集成,从而为纳米传感器增加本地处理能力。

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