基于分子印跡技術(shù)的全噴墨打印氣體傳感器陣列

電化學(xué)氣體傳感器常被用于揮發(fā)性有機化合物（VOC）檢測，但是單個(gè)電化學(xué)氣體傳感器無(wú)法對具有復雜成分的VOC進(jìn)行準確分析，而通過(guò)將分子印跡聚合物（MIP）敏感層與傳感器陣列相結合，可以有效地解決該問(wèn)題，加之其成本低、易于合成、性能穩定和可重復使用等優(yōu)點(diǎn)，MIP已被廣泛用于各類(lèi)電化學(xué)氣體傳感器。

據麥姆斯咨詢(xún)報道，近期，日本九州大學(xué)（Kyushu University）的Kenshi Hayashi教授研究團隊開(kāi)發(fā)出一種基于MIP的一次性氣體傳感器陣列，能通過(guò)噴墨打印技術(shù)在低成本、環(huán)保和可回收的相紙上打印制成，可用于不同種類(lèi)的VOC檢測，具有良好的穩定性和靈活性。相關(guān)研究成果已發(fā)表于 npj Flexible Electronics 期刊。

Kenshi Hayashi教授研究團隊提出了一種新的氣體傳感器制備策略，使用相紙作為傳感器的柔性襯底，利用自制的功能性墨水（絕緣墨水、碳素墨水和MIP墨水），通過(guò)家用打印機在相紙上制備出全噴墨打印的柔性氣體傳感器陣列。該傳感器陣列包含：*6個(gè)高密度布局的叉指電極；12個(gè)銀基電極，用于將叉指電極連接到電氣特性測試臺；用于執行測量的丙烯酸樹(shù)脂（propenoic acid）絕緣層；基于MIP的氣敏層。

印刷電極陣列和傳感器陣列

電極、碳素墨水層、絕緣層和MIP層以堆疊結構組成氣體傳感器陣列，這種堆疊結構顯著(zhù)減少了測量所需的電極數量，并使傳感器更容易集成到電子數據采集卡中。此外，在印刷電子產(chǎn)品中，與單層傳感器陣列結構相比，這種堆疊結構大大增加了單位面積的傳感器密度。

為了驗證MIP的選擇性，研究人員使用聚丙烯酸（PAA）聚合物和四種模板VOC（丙烯酸、己酸、庚酸和辛酸）制備了四種MIP墨水，并采用固相微萃取氣相色譜—質(zhì)譜（SPME-GC-MS）方法對其選擇性進(jìn)行分析。結果表明，MIP樣品對相應的模板分子具有很強的吸附能力。

MIP的選擇性

基于MIP的全噴墨打印氣體傳感器陣列具有高靈敏響應、高穩定性、可重復以及可恢復等特性。即使經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)，該氣體傳感器陣列的電阻仍保持相當穩定，彎曲時(shí)間的延長(cháng)也不會(huì )對其傳感性能產(chǎn)生負面影響，表明其具有良好的柔韌性和高機械強度。

氣體傳感器陣列的均勻性和選擇性

使用彎曲測試表征氣體傳感器陣列性能