智能新时代：气体传感突破人类嗅觉极限

智能传感技术作为促进信息化与工业化融合的关键技术之一，是实现智能制造、智能驾驶、智慧医疗等新质生产力的重要支撑和保障。国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》重点瞄准传感器、量子通讯、集成电路、人工智能、新材料等战略性前瞻性领域，提升数字技术基础研发能力。气体传感器作为采集外界气体信息的重要“电子鼻”工具，在环境监测、工业安全、医疗诊断、食品安全、国防军工等领域发挥了不可替代的作用。赛迪发布的《2023全球传感器产业趋势研究报告》显示2022年全球传感器市场规模达到1792.4亿美元。创制和生产高性能的智能气体传感器已经成为当前的热点之一，引起了国际学术界和产业界的高度重视。半导体金属氧化物是一种广泛应用于集成电路和化学传感中的先进功能材料。基于该类材料作为敏感组分开发的气体传感器具有成本低廉、可微型化、适于与集成电路兼容制造等优点，因此在智能化、微型化和可穿戴气体传感电子设备和装备领域具有诱人的应用前景。为实现高响应、高选择性、低检测限、快速响应及高稳定性的智能气体传感器的制备，解决当前气体传感器领域的挑战，亟需从原理上认识气体传感器材料、器件及其工作机制，从微观层面把握敏感材料与待测气体之间的相互作用以及组成-结构-性能的关系。为此，上海交通大学出版社重磅推出《半导体金属氧化物纳米材料：合成、气敏特性及气体传感应用》一书，精彩内容一睹为快！ 

推荐语

万物互联，传感先行。随着人工智能、通信技术及大数据的飞速发展，万物互联已经日益成为现实。小型化、智能和网络化的传感器已构成物联网、工业4.0和智能制造的重要基础。在众多传感器中，化学传感器是一类对特定分子、离子等具有响应特性并能够将浓度转换为电信号进行检测的电子元器件。 随着大数据和人工智能科技的蓬勃发展，化学传感和化学传感已逐渐成为多学科融合发展的研究领域之一，展示了巨大的应用潜力和发展前景，并在工业生产、环境监测、食品安全、航空航天、智慧医学诸多领域发挥不可替代的作用。气体传感器被誉为超越人类嗅觉极限的“电子鼻”，能够精准识别环境中的痕量气体分子。其中化学电阻型气体传感器因其依赖半导体敏感材料与待测气体之间的相互作用（吸附、扩散、催化氧化、脱附等）而成为化学、材料科学、物理、微电子和数学等交叉学科的研究热点。20世纪60年代半导体金属氧化物（SMO）被成功用作气体传感器的核心敏感材料，并由此诞生了费加罗气体传感器，开启了SMO气体传感器在有毒有害气体检测、易燃易爆气体等领域的应用。半个多世纪以来，基础研究和产业界的交互发展加速了SMO气体传感器的研发和应用。当前，如何进一步提升SMO化学气体传感器的灵敏度、选择性和长期稳定性等关键指标，是实现智能化、便携化及低功耗高可靠性SMO气体传感器的关键。

上海交通大学出版社推出《半导体金属氧化物纳米材料：合成、气敏特性及气体传感应用》一书，是作者在从事多孔半导体气体传感器科研创新工作的长期积累和经验总结基础上，查阅国内外大量的书籍和学术前沿文献编写而成。本书专业性强、深入浅出，适于不同领域、不同应用层次的读者。本书可作为相关专业的本科生和研究生的课程教材，也可作为致力于半导体气体传感器研究和开发的工程师的参考资料。

内容简介

《半导体金属氧化物纳米材料：合成、气敏特性及气体传感应用》一书对半导体金属氧化物基本性质及传感作用机制进行了系统性介绍，并对气体传感器在不同领域的应用与性能优化策略进行详细阐述。全书共分为十章，总结了SMO气体传感器的特点（主要是基本特性）、气体传感器的原理、气固界面气敏催化机制以及各种类型的SMO气体传感器。本书围绕半导体金属氧化物气体传感材料展开，尤其关注了SMO纳米尺度敏感材料的研究进展及其在各种领域中的应用，并从敏感材料的设计与气敏机理、微纳器件与结构设计、应用发展等展望了SMO气体传感器的未来。本书在SMO气体传感器的最新发展及应用物理、材料科学、纳米电子学等各种应用方面提供了广泛的例子，便于读者理解。从气体传感器原理出发，阐明了气体传感器性能与材料的组成-结构-性能之间的关系，由浅入深地揭示了材料结构、组成及形貌对材料电子结构等理化性质的调控，内容涉及化学、材料、高分子、微电子等学科。本书较深入地阐述了气体传感器的敏感材料合成化学、器件制备、敏感机制等方面内容，有利于读者了解气体传感器研究现状和未来发展方向，并激发其从事智能传感研究热情。

作者简介

邓勇辉，复旦大学化学系教授、博导，国家杰出青年基金获得者，英国皇家化学会会士，科技部重点研发计划首席科学家，曾获得国家万人计划青年拔尖人才、国家优秀青年基金、教育部青年长江学者、上海市青年科技英才、上海市曙光学者、上海市青年科技启明星等荣誉；获得国家自然科学一等奖（排名第三）、教育部自然科学二等奖（排名第一）、教育部自然科学一等奖（排名第二）、中国分子筛青年奖；2014 – 2023连续10年入选Elsevier中国高被引学者榜单（材料科学类）。作为项目负责人主持完成国家重点研发计划课题、上海市科委基础重大项目、国家自然科学杰出青年基金以及企业合作项目等10余项。在Nat. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Acc. Chem. Res.、Chem. Soc. Rev.、Nat. Commun.等期刊发表学术论文243篇，论文引用次数超过22000，H指数为79。

袁凯平，复旦大学芯片与系统前沿技术研究院青年副研究员，主要从事新型MEMS硅基机器嗅觉仿生芯片的研究工作，曾获得“上海市超级博士后”、“复旦大学优秀毕业生”和第四届中国互联网+大学生创新创业大赛全国决赛金奖等荣誉，作为负责人主持国家自然科学基金青年基金等省部级课题5项。在Adv. Funct. Mater.、ACS Nano等期刊发表SCI论文30余篇。

邹义冬，同济大学材料科学与工程学院助理教授，硕士生导师，主要从事多孔纳米半导体新材料的合成及其在智能传感器领域的研究工作，主持国家自然科学基金青年基金等省部级课题4项，作为项目骨干/课题子任务负责人参与国家重点研发计划“智能传感器”专项1项，以第一/共一/通讯作者在Nat. Mater.、Chem. Soc. Rev.、Acc. Chem. Res.、Adv. Mater.等期刊发表SCI论文30余篇。

罗维，纤维材料改性国家重点实验室、东华大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。国家杰出青年基金获得者，主要从事无机多孔材料、无机非金属结构-功能一体化材料领域研究研究。曾获国家优秀青年科学基金、上海市青年拔尖人才、上海市青年科技启明星等人才项目。主持国家自然科学基金（面上、青年），上海市自然科学基金等重要科研项目。以第一或通讯作者在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等期刊上发表80余篇论文。

(本文原载于：上海交通大学出版社公众号)

来源：百道网