基于微色谱-阵列MOS传感器的多组分高精度气体检测关键技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61874121
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    孙建海
  • 依托单位：
    中国科学院空天信息创新研究院
  • 学科分类：
    F0404.半导体电子器件与集成
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

High precision and rapid detection of multi components for polluted gas in complex background is one of the key technologies to realize environmental protection and control. In order to meet the practical application requirements of pollution gas detection in different fields, some key scientific problems such as the high specificity detection of components, the high sensitive detection of multi component gases and high precision detection between each component will be studied and solved in this project. Micro gas chromatography column (GC) with high resolution and rapid speed will be developed. The sensitive mechanism of nano composite material with high specificity will be studied, and the nano composite material will be used for fabricating the MOS sensor, and then an array MOS sensor with multiple components and high sensitivity detection will be developed. A micro system integrated with micro GC column and array MOS sensor will be developed, solving the mutual interference between gases, which provides a new research idea for realizing the detection of environmental pollution gas with high sensitivity and accuracy. The successful development of the integrated detection technology will help to promote the new development of gas detection technology in complex environment.
复杂背景下污染气体多组分、高灵敏、高精度现场快速监测是实现环境保护和治理的关键技术之一。本项目围绕不同领域的污染气体多组分、高灵敏、高精度现场检测的实际应用需求，拟解决污染气体各组分高特异性检测、多组分高灵敏检测及各组分间高精度无干扰检测等关键科学问题。研究快速高效分离的微型色谱柱（GC）；研究基于高特异性纳米复合敏感材料制备高灵敏的MOS（Metal Oxide Semiconductors Sensor）传感器；研究多组分高灵敏检测的阵列化MOS传感技术，并系统集成研制出集样品分离、检测于一体的微色谱-阵列MOS集成检测系统。项目创新性的利用微色谱强大分离能力来突破高灵敏MOS传感器本身抗干扰能力弱的技术瓶颈，为实现污染气体多组分、高灵敏、高精度现场检测提供了新的研究思路,该集成检测技术的成功研制将有助于推动复杂环境下气体检测技术的新发展。

结项摘要

复杂背景下污染气体多组分、高灵敏、高精度现场快速监测是实现环境保护和治理的关键技术之一。本项目围绕不同领域的污染气体多组分、高灵敏、高精度现场检测的实际应用需求，拟解决污染气体各组分高特异性检测、多组分高灵敏检测及各组分间高精度无干扰检测等关键科学问题。开展了快速高效分离的微型色谱柱（GC）；开展了基于高特异性纳米复合敏感材料制备高灵敏的MOS（Metal Oxide Semiconductors Sensor）传感器的研究，开展了多组分高灵敏检测的阵列化MOS传感技术研究，并系统集成研制出集样品分离、检测于一体的微色谱-阵列MOS集成检测系统，实现了苯,CO,H2S,NO2,SO2等气体的高灵敏高精度检测，其中对苯的检出限可以低至10ppb，分析时间少于5min。项目发表高水平论文11篇，2篇会议论文，申请12项专利，获得2项省部级科技奖。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（2）
专利数量（12）
Fabrication and Characterization of a Novel Micro-Thermal Conductivity Detector for Monitoring Small-Molecule Gases
用于监测小分子气体的新型微热导检测器的制造和表征
  • DOI：
    10.1109/jsen.2020.2997818
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    IEEE Sensors Journal
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Jianhai Sun;Tingting Chen;Tingliang Tan;Defa Wang;Xiaofeng Zhu;Xinxiao Zhang;Huaqing Peng;Zhenhua Luan
  • 通讯作者：
    Zhenhua Luan
Co,N-doped GQDs/SnO2 mesoporous microspheres exhibit synergistically enhanced gas sensing properties for H2S gas detection
Co,N 掺杂 GQDs/SnO2 介孔微球在 H2S 气体检测中表现出协同增强的气敏特性
  • DOI：
    10.1039/d2ta00837h
  • 发表时间：
    2022-04-07
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Chen, Tingting;Sun, Jianhai;Quan, Hao
  • 通讯作者：
    Quan, Hao
Hydrothermal synthesis of Pd-doped rGO/ZnO-SnO2 nanocomposites for efficient hydrogen detection
水热合成 Pd 掺杂 rGO/ZnO-SnO2 纳米复合材料用于高效氢检测
  • DOI：
    10.1007/s11581-022-04523-5
  • 发表时间：
    2022-03
  • 期刊：
    Ionics
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Xinxiao Zhang;Jianhai Sun;Tingting Chen;Chao Xiang;Yan Zhao;Ning Zhang
  • 通讯作者：
    Ning Zhang
Flexible Tactile Electronic Skin Sensor with 3D Force Detection Based on Porous CNTs/PDMS Nanocomposites.
基于多孔 CNT/PDMS 纳米复合材料的具有 3D 力检测功能的柔性触觉电子皮肤传感器
  • DOI：
    10.1007/s40820-019-0288-7
  • 发表时间：
    2019-07-16
  • 期刊：
    Nano-micro letters
  • 影响因子：
    26.6
  • 作者：
    Sun X;Sun J;Li T;Zheng S;Wang C;Tan W;Zhang J;Liu C;Ma T;Qi Z;Liu C;Xue N
  • 通讯作者：
    Xue N
Compact prototype GC-PID system integrated with micro PC and micro GC column
集成微型 PC 和微型气相色谱柱的紧凑型原型 GC-PID 系统
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Micromechanics and Microengineering
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Sun Jianhai;Xue Ning;Wang Wen;Wang Hairong;Liu Chunxiu;Ma Tianjun;Li Tong;Tan Tingliang
  • 通讯作者：
    Tan Tingliang

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其他文献

Effect of the broken symmetry on the electromagnetic properties in the terahertz ring resonators
太赫兹环形谐振腔中对称性破缺对电磁特性的影响
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  • 发表时间：
    2019-08
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    石岚;周庆莉;梁菀琳;李格;孙建海;张存林
  • 通讯作者：
    张存林
基于MEMS技术的微型热导检测器的研制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    仪表技术与传感器
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李辉;张璐璐;孙建海;任艳飞;陈兴;崔大付
  • 通讯作者：
    崔大付
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    半导体技术
  • 影响因子：
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  • 作者：
    陈兴;蔡浩原;李辉;张璐璐;崔大付;孙建海
  • 通讯作者：
    孙建海

其他文献

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孙建海的其他基金

基于BP-ANN的微纳谐振阵列多气体高精度感知技术研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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