研究人员声称采用这种节能设计能够制备出更小、便携的二氧化碳感应器，可用于水肺潜水，登山等许多方面。
 
一种新型的二氧化?碳感应器已经研制成功，这种感应器与现有的二氧化碳感应器相比具有许多优点，例如，其体型更小，更容易制备，同时耗能更低等。
 
它主要由一种最近研发出的复合材料组成，这种新型复合材料能够和二氧化碳分子发生一种化学反应，并且随着环境中二氧化碳浓度的改变，其电导率也会相应发生改变。来自苏黎世联邦理工学院的研究人员利用这种复合材料制备出了一种传感器芯片，这种芯片能够基于电阻的变化而检测出环境中二氧化碳气体的浓度。这种新型复合材料的基体材料是一种由盐类组成的链状的大分子（聚合物）——一种称之为离子液体的盐类。这种离子液体在室温下呈液态，并具有导电性。这种聚合物的名字很容易引起人们轻微的误解，因为人们通常称之为“聚离子液体（poly(ionic liquid)s）”或者PIL，尽管它们属于固体而不是液体。
 

意想不到的性质
 
世界各地的研究人员目前都在研究将这种PIL材料用于不同领域的可能性，例如用于电池领域和二氧化碳贮存等方面。许多研究结果都表明这种PIL材料能够吸收二氧化碳。“我们曾经想过，能否利用PIL材料的这种特性去获得空气中二氧化碳浓度的相关信息，并根据此性质研制出一种新型的气体感应器”，来自苏黎世联邦理工学院多功能材料实验室的博士生 Christoph Willa说道。Willa和该实验室的另外一位研究学者Dorota Koziej最终取得了成功，其主要是通过将此聚合物材料与一些特定的能够和二氧化碳发生反应的的无机纳米颗粒材料混合。在制得了这种复合材料之后，他们有了一个意外的发现。“单独分开时，无论是这种聚合物材料还是无机纳米颗粒材料都不具备导电性”Willa说道：“但是，当将这两种材料以一定配比混合后，它们的电导率将迅速上升”。
 

不需高温加热
 
该研究小组的研究人员对另一发现也感到非常惊异，这种复合材料在室温下的导电性强弱依赖于二氧化碳的含量多少。“直到今天，能够展现出这种性质的化学材料都需要在加热到几百摄氏度的高温下才行”Koziej解释道：“因此，现有的由这些材料制备的二氧化碳感应器通常都需要加热到一个很高的工作温度”。然而，随着这种新型复合材料的出现，加热到高温将变得不再必需。该小组的研究人员猜测这很可能是由于二氧化碳的存在而在聚合物基体材料和无机纳米颗粒材料的界面处引发了一种化学反应。“我们认为二氧化碳的存在会影响这种复合材料内带电颗粒的迁移”Koziej说道。
 

用于水肺潜水装备
 
有了这种新型的感应器，科学家们能够在一个很大的范围内检测出二氧化碳的浓度——从地球大气层中的体积百分含量0.04%到0.25%。
 
现有的二氧化碳含量检测装置都是利用二氧化碳吸收红外光这一原理，然而测量光学信号从而达到检测的目的。相比之下，研究者们认为利用这种新型的复合材料制备出的新型的，更小，更易携带的检测装置同时也将更节能。
 
据Koziej说道：“这种检测装置能够用于水肺潜水，高山攀岩以及一些医用领域等”。该研究小组，包括来自德国马克斯普朗克胶体与界面研究所的研究人员，已经将其共同研究成果发表在期刊《AdvancedFunctionalMaterials》（《先进功能材料》）上。
 
译自futurity.org
来源：材料与测试
译者：vince

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