化学传感器应用现状与发展趋势

摘 要：近年来，随着我国检测技术的飞速发展及其市场的开辟，化学传感器已经广泛的应用到各个行业之中。本文将对目前化学传感器的原理、应用情况进行叙述，尤其是对一些新兴起的有着良好市场前景化学传感器进行介绍，对化学传感器的缺点和发展趋势进行评析。

关键词：化学传感器；检测技术；发展趋势

目前，化学传感器的已经受到广泛的研究，这类传感器具有非常高的灵敏性，选择性强，便携式，小型化，已经广泛的应用在化工企业、造纸企业、医学行业以及平常的生活当中，主要用于有毒气体及有害物质的检测，已经发展到可以微量检测范围，能够达到检测细胞浓度，由于各个行业对化学传感器的要求很高，所以化学传感器迅速的发展起来，具有很好的发展的前景。以下本文将介绍不同的几类化学传感器的特点，并对化学传感器的缺点和发展趋势进行评析。

1 新型化学传感器

1.1 光学类化学传感器

这是一类新兴的传感器，主要检测微量或是痕量浓度的物质，它的主要原理是将根据不同的物质化学成分有所不同相对应的电信号也就不同，或是某个物质所占的浓度不同也有所不同，反应机理就是当光学敏感材料接触到被测体之后就会引起电信号很大的变化，因此可以对被测物质的量进行检测。这种方法操作简单灵敏度高，因此目前被广泛的研究。以下将介绍两种光学类化学传感器的原理和应用情况：

1.1.1 荧光传感器

这种传感器的敏感元件是荧光传感元件，传感器的激励光源，主要反应设备是光电检测器。反应机理是：具有发光的荧光体一般为芳族物质，主要在紫外光区和可见光区吸收或是发射光谱，这些是由于芳族物质与被检测化合物质结合时，该化学物质的价电子重新进行了排列或是导致了一些物质的跃迁等等结构的变化，或是发射荧光、或是进行内部转换、或是光化学反应。不同的物质表现的方式不同。根据物质的荧光强度的变化来检测物质浓度的变化。具体方法就是配置标准溶液进行比对检测，这是高灵敏度的检测方法：各种光检测方法是以检测波长加以区别的， 目前荧光化学传感器应用在溶液的PH检测当中和对荧光比较敏感的金属离子检测当中，例如：镁、锌、镉等离子。此外荧光类传感器也可以进行葡萄糖浓度的定量检测，此外荧光传感器和光纤传感器可以长时间进行检测，可以进行远距离的检测和灵敏度比较高的优点，所以今后荧光传感器将被广泛的应用在危险和有毒的环境当中。

1.1.2 光纤化学传感器

光纤传感器主要是利用各种新式合成的化学指示剂作为传感器的识别元件，但是指示剂应用传感器中首先要具备两个基本条件：指示剂能固定于传感器前端的薄膜当中；能够与待测溶液的离子发生可逆的化学反应。产生中间产物也会有较强的光学效应，根据反射回来的光的强度来判断未知物质浓度的大小。

此外，还有很多光学类的化学传感器，例如光化学气敏传感器、磷光传感器等等，光学类化学传感器以他特别的优势已经在被广泛的研究。

1.2 化学电极类传感器

这是一种基于不同离子浓度对应不同电信号的一类电化學传感器，它是根据离子的选择性特点来进行工作的，也是化学传感器中比较早的一类传感器，目前技术已经相当的成熟，很多检测方法已经将其当成标准方法进行对照，这也是一种无损的检测分析方法可以进行连续的自动检测分析，目前已经可以做到远程控制检测。现在新兴的一些检测技术也应用到了电极类的传感器，例如电子舌传感器阵列，这种方法是将很多化学离子选择性电极放在一起，对多组未知的溶液进行检测、区分，将多个电极同时放入其中一个未知溶液，测出多组数据，然后对另一个未知溶液进行检测也会检测出一些数据，以此类推检测出多组数据，采用智能的算法进行计算就可以很清楚的区分这些溶液，然后在算法中标注哪类数据是什么溶液，今后检测到的数据输入到这些智能算法中就会自动的判断他是什么溶液。

1.3 敏感膜传感器

这种传感器也是一种简洁、便携的分析方法，使用比较方便，维修方法比较简单，和电极传感器类似，它根据不同的离子对不同的物质敏感做出一些敏感膜传感器，与标准电极一起放在待测溶液里。

1.4 气敏传感器

很多金属氧化物被用作气敏传感器的材料，例如费加罗传感器公司生产了很多便携式的气敏传感器广泛的应用在化工、医疗、食品卫生等行业的气体检测当中，而且多种气敏传感器联合在一起，采集的数据用智能的算法进行分类可以对食物的新鲜程度，或是溶液的浓度掺假等等。

2 化学传感器目前的缺点和以后的发展趋势

2.1 化学传感器目前面临的问题

化学传感器目前最大的问题就是很多被检测物质具有化学反应的不可逆性，识别传感器的被污染问题，都会对传感器元件损坏，从而降低了识别的能力，所以目前研究者也在研究如何对化学传感器进行及时恢复、维修等等，能达到最大效益的使用传感器。

2.2 化学传感器未来的走向

化学传感器未来的走向是向着功能集成化、多功能化发展，集成化就是将很多功能集成到一个仪器当中，可以实现多个参数的检测，使得检测简单化，设备便携化，适应性越来越强，危险的环境、高温、高压的环境下化学药品的检测，而且研究人员还在研究是否能利用各种新式科技进行远程控制和操作，此外传感器在向着便携化发展，更人性化的方向发展，可以让普通用户很容易的进行操作。

3 结语

总之，化学传感器将是今后传感器发展的一个十分重要的分支，也是一个新世纪重要的研究领域，将为人民的生产和生活带来更大的益处。

参考文献：

[1]晓岚，金吉祥.四川联合大学学报口，1998（02）：1.

[2]霍希琴，王柯敏.高等学校化学学报，1995（16）：518.

[3]雷杰，张鲁雁，丁声颂等.高等学校化学学报，2005（26）：793.

作者简介：王晶（1970-），女，吉林人，本科，研究方向：化学。