科创中国
三维纳米气体传感器技术
发布时间: 2022-07-18
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,新型电子元器件
成果介绍
现有的气体传感器阵列封装工艺仅针对平面气敏材料薄膜，与三维纳米管结构尚不兼容，薄膜气敏材料的电极为共面电极，而三维纳米管传感器的电极为上下电极，并不共面，因此日前的封装工艺无法运用到三维纳米管传感器的封装上。
针对现有技术的不足，本成果研究的三维纳米气体传感器技术通过建立差异化的气体敏感度的传感区域，使得每个传感区域能够同时响应多种气体，三维纳米传感器阵列能够探测到更多的气体种类。本成果的三维纳米半导体气体传感器具有高灵敏度低功耗的特点，利用传感器阵列及人工智能算法实现多气体识别，具有寿命长，成本低等特点，功耗远低于市面上的金属氧化物气体传感器，同时保持了媲美电化学气体传感器的高灵敏度：三维纳米气体传感器构成了阵列可实现多种气体的同时监测，克服了传统传感器选择性低与易受干扰性气体及温湿度影响的缺点，极大降低现有气体传感器的成本。
实现指标：元件的体积仅为5mm x 5mm x 2mm，灵敏度、寿命、价格都超越同类产品及相关竞品（电化学传感器、光学传感器），具有很大的竞争优势。
成果亮点
该成果创新地建立包括气体敏感度差异化的若干传感区域的三维纳米管气体传感器阵列。通过建立差异化的气体敏感度的传感区域，使得每个传感区域能够同时响应多种气体，三维纳米传感器阵列能够探测到更多的气体种类，这种新的三维纳米传感器技术与传统的技术相比存在以下明显的创新点:
1、能用于环境污染性及危险性气体的低浓度高灵敏监测。
2、可实现多种气体的同步实时监测，极大降低传感器成本，适合大规模使用，实现对环境气体网格化无盲点的监测覆盖。
3、功耗远低于市面上的金属氧化物气体传感器，同时保持了不低于电化学气体传感器的高灵敏度。
4、可实现多种气体的同时监测，克服了传统传感器选择性低与易受干扰性气体及温湿度影响的缺点，极大降低现有气体传感器的成本。
团队介绍
1、周清峰，香港理工大学博士，香港科技大学、香港城市大学博士后。主要研究方向包括新材料、物联网、智能硬件（可穿戴设备）、大数据应用、人工智能在5G技术中的应用等，完成和主持国家自然科学基金面上项目2项、广东省重大科技项目1项。迄今发表论文50余篇，申请相关专利20余项。
2、范智勇，香港科技大学电子与计算机工程系教授、终身教授。现为英国皇家化学学会院士、香港青年科学院院士，曾在 2014 年国际上首创了可打印的高性能纳米线光电传感器，论文发表在顶级期刊《自然-通讯》上。2004年首创了氧化锌纳米线气体传感器发表在《应用物理快报》上，被引用近 900 次。获得加州大学伯克利分校BSAC杰出研究报告奖，香港科技大学工学院杰出青年奖，杰出研究奖及香港科技大学校长奖及创新奖等。
3、龚元兵，中国科学技术大学本科，2000-2004于比亚迪股份有限公司任职第二事业部品质工程主管和品质部经理，2004-2006杜邦中国集团质量工程师和大中国区进口货物管理，006-2017年，担任 New Balance实验技术主管，擅长于质量体系管理，流程质量控制和提高，精益生产。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国“智能装备与新材料产业科技服务团 (中国发明协会) 评价时间：2022-08-25
朱振旗
广东罗庚机器人有限公司
首席科学家
综合评价
该成果具有专业、资深的技术开发团队，特别是周清峰博士、范智勇教授以及龚元兵在新材料、物联网、智能硬件(可穿戴设备) 大数据应用、人工智能行业有着丰富的开发和运营经验，积累有丰富的运营经验和行业关系。结合气体传感器发展趋势，团队为产品开发制定的详细路线图以及策略规划,能够确保数字功放产品的顺利实施。
本项目的三维纳米半导体气体传感器具有高灵敏度低功耗的特点，利用传感器阵列及人工智能算法实现多气体识别。具有老命长、成本低等特点。功耗远低于市面上的金属氧化物气体传感器，同时保持了媲美电化学气体传感器的高灵敏度，技术创新性很强，投资回报比较可靠，目标市场的市场需求呈现上升趋势，与之对应的产品竞争也将会很激烈。
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