據麥姆斯咨詢報道，韓國一支聯合研究小組成功驗證了一種高選擇性氣敏材料的反應機理，并開發了世界上第一個能夠同時進行光學和電性測量的多響應、高選擇性氣體傳感器。該聯合研究小組由韓國材料科學研究所（KIMS）能源和電子材料系的Jin Woo Choi博士、韓國科學技術信息研究所（KISTI）的Han Seul Kim博士和釜山國立大學的Hyung Woo Lee教授領導。
現有半導體氣敏材料基于氣體分子吸附在傳感層表面導致的電阻變化，從而實現氣體檢測。因此，這些材料未得到充分利用，因為無論氣體類型如何，隨著電阻變化氣體選擇性降低，并且在大多數情況下，電性變化是唯一檢測指標。為此，韓國聯合研究小組開發了一種新材料，其晶體結構在暴露于特定氣體時會發生變化，并基于此材料開發了一種同時改變顏色和電阻的高選擇性氣體傳感器。
水分子改變晶體結構
研究小組合成了一種無毒的銅基環保金屬鹵化物薄膜材料Cs3Cu2I5。他們通過超級計算機模擬，證實了這種材料能夠可逆地變化，并證明水分子是晶體變化的有效刺激物。該團隊根據這一理論制造了一種傳感器，并成功驗證它能夠檢測水分子。通過同時利用電學性質和顏色變化，該傳感器成功區分了不同極性的各種醇。
該研究所提出的氣體傳感器工作機理
2021年，全球氣體傳感器市場規模約為10億美元，預計每年增長7.5%。半導體氣體傳感器技術可以實現微型化和大批量生產，適用于各種輕量化產品，例如移動電話、物聯網（IoT）、農業和畜牧業等各個領域。這項研究成果首次利用可變晶體結構材料，提出新的傳感器概念和示范案例，具有重要的研究價值。
KIMS高級研究員Jin Woo Choi博士和KISTI高級研究員Han Seul Kim博士表示：“這項研究為半導體傳感器和新材料的開發指明了新方向。由于其響應特性，新的傳感材料有望應用于農業、畜牧業、醫療和移動等廣泛行業?！?/p>
這項研究成果已發表于Advanced FuncTIonal Materials期刊。
目前，該研究團隊正致力于通過結合光電響應來盡可能提高選擇性，并合成新的晶體材料以對更多氣體進行響應。
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