新材料

电导率可轻松提高1倍的超高灵敏度有机半导体薄膜

应变灵敏度出色的柔软传感器在生物体动作的感测方面具有优势。东京大学与东京工业大学共同开发出了一种只要手指稍微施加力量就可以获得柔软性，且电导率提高约1倍半导体材料——单晶体高迁移率有机半导体薄膜。这种材料可用于各种低成本传感器，例如心率传感器等医疗健康器件、监护机器人的人体动作传感器、桥梁及道路劣化诊断与监测的应变传感器等等。

单晶体高迁移率有机半导体薄膜材料C10-DNBDT，可对应力产生较好的电流响应，同时由于 采用了独特的溶液涂敷制膜方法，使薄膜结晶化、薄膜厚度不到50nm，从而实现了高灵敏度。

研究人员发现，在塑料薄膜上制作单晶体有机半导体晶体管时，向其施加小幅应力时，显示出了可获得3%应变的柔软性，以及电导率提高约1倍的高应力应变响应性。这一应变灵敏度是以往金属薄膜应变传感器的15倍。同时，凭借应变效应，响应速度也得到大幅提高。另外，材料的半导体性迁移率高达17cm2/Vs，是目前最高水平10cm2/Vs的将近两倍，这表明电流响应速度提高了70%。通过在应力下实施晶体结构分析和理论计算，已确认这一出色响应得益于抑制分子热振动的应力响应效应。

碳纳米管+超高子聚合物通过手机检测毒气

一个日美联合研究小组最新开发出一种可以高灵敏检测有毒气体的一次性感应材料，利用这种材料及近场通信（NFC）技术，可以让手机在几秒内读出空气中是否存在有毒气体。

据介绍，这种感应材料是利用碳纳米管的导电性变化来检测有毒气体浓度。碳纳米管本来是导电性强的材料，但研究人员用超分子聚合物将其覆盖，导致其导电性变差。当接触有毒气体时，超分子聚合物的化学键被部分破坏，碳纳米管的导电性又会大幅上升。将这种感应材料植入使用近场通信技术的电路中，就成为可检测有毒气体的传感器。

操作时，只需用具有近场通信功能的手机“刷”一下传感器，5s内就可在手机上读出是否存在有毒气体，能检出的浓度可低至10ppm。

这种传感器小巧便携且成本极低，有望应用到地铁有毒气体监控等反恐或安监场合。

巯基化硅纳米线修饰电极实现重金属同时检测

环境电化学传感器的选择性和灵敏度的改善一直是电分析领域的研究热点。在电极修饰材料方面，纳米材料已被广泛应用于增强电化学分析信号。功能化纳米材料借助暴露在其表面的有机基团可以大大提高对重金属离子的有效抓捕作用，从而提高电化学检测的选择性和灵敏度。

国家重大科学研究计划项目和国家自然科学基金等项目都在该研究上投入资金。其中，合肥智能机械研究所郭正制备出巯基化多孔Si纳米线，并将其修饰在电极上，实现了对Cd(II)和Pb(II)的高选择性检测。研究发现，与氨基化材料相比，巯基化的材料表现出更好的检测效果，这主要归因于巯基对重金属离子具有更大的亲和力。除此之外，巯基化Si纳米线修饰电极还可用于Cd(II)和Pb(II)的无干扰同时检测。

这项研究在利用功能化纳米材料提高电化学检测重金属离子的选择性和灵敏度方面，具有重要的科学意义，为借助有机基团增强重金属离子的电化学检测信号提供了新思路。