新型纳米材料传感器.doc

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1、新型纳米材料传感器前言　　当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性，为纳米科技和纳米材料的应用提供了广阔的空间。　　利用纳米技术制作的传感器，尺寸减小、精度提高、性能大大改善，纳米传感器是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等领域获得广泛的发展。　　纳米材料及传感器　　纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于0.1～100nm尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。　　新型纳米材料传感器前言　　当今科技的发展

2、要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性，为纳米科技和纳米材料的应用提供了广阔的空间。　　利用纳米技术制作的传感器，尺寸减小、精度提高、性能大大改善，纳米传感器是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等领域获得广泛的发展。　　纳米材料及传感器　　纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于0.1～100nm尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。　　新型纳米材料传感器前言　　当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、

3、高密度存储和超快传输等特性，为纳米科技和纳米材料的应用提供了广阔的空间。　　利用纳米技术制作的传感器，尺寸减小、精度提高、性能大大改善，纳米传感器是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等领域获得广泛的发展。　　纳米材料及传感器　　纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于0.1～100nm尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。　　新型纳米材料传感器前言　　当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性，为纳米科技和

4、纳米材料的应用提供了广阔的空间。　　利用纳米技术制作的传感器，尺寸减小、精度提高、性能大大改善，纳米传感器是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等领域获得广泛的发展。　　纳米材料及传感器　　纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于0.1～100nm尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。　　　　由于纳米材料的表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特性使得纳米材料在各个领域都有很好的应用。而应用纳米技术研究开发纳米传感器，有两种

5、情况：一是采用纳米结构的材料（包括粉粒状纳米材料和薄膜状的纳米材料）制作传感器；二是研究操作单个或多个纳米原子有序排列成所需结构而制作传感器。　　　　纳米材料具有巨大的比表面积和界面，对外部环境的变化十分敏感。温度、光、湿度和气氛的变化均会引起表面或界面离子价态和电子输出的迅速改变，而且响应快，灵敏度高。因此，利用纳米固体的界面效应、尺寸效应、量子效应，可制成传感器。传感器的研究开发与纳米材料的研究相比，主要体现在应用得更加具体化。传感器上所用的纳米材料主要是陶瓷材料。　　纳米传感器的特点　　与传统的传感器相比，纳米传感器由于可以在原子和分子尺度

6、上进行操作，充分利用了纳米材料的反应活性、拉曼光谱效应、催化效率、导电性、强度、硬度、韧性、超强可塑性和超顺磁性等特有性质，因而具有许多显著特点：　　1、灵敏度高。　　用于探测有毒气体的碳纳米管传感器，利用纳米晶或多孔纳米材料可以增加与毒性气体分子接触的表面积，其灵敏度可以增加几倍。若利用氧化锡、氧化锑、氧化锌的纳米颗粒做成传感器，灵敏度也将大为提高。研究人员运用碳纳米管与纳米薄膜技术，研制出具有高灵敏度、高稳定性的柔性可穿戴仿生触觉传感器——人造仿生电子皮肤，可对人体不同生理状态进行准确检测和疾病前期诊断。　　2、功耗小。　　随着微机电技术和微

7、纳材料技术的发展，使得纳米传感器向着超微型化、智能化方向迅速发展，纳米级机器人传感器已经可以通过血液注入的方式进入人体，对人体的生理参数进行实时监测，并有望对于癌变细胞、致病基因进行靶向精确治疗。与传统传感器相比，纳米传感器还可具有自供电能力、从环境中收集光辐射和电磁辐射能量的能力。　　3、成本低。　　随着纳米材料制备技术的成熟，制造过程的可重复性和批量化生产已不存在太大的问题，纳米传感器的制造成本亦可以大大降低。低成本、小微型化节点的纳米传感器进行大量布撒，可以形成无线纳米传感器网络，这一优势可以使纳米传感器的探测能力大大扩展，为气候监测与环境

8、保护等领域带来革命性的变化。　　4、多功能集成。　　传统的传感器一般为具有单一功能的传感器，纳米传感器则可以将成千上万的具有不同功能的纳