基于昆虫翅膀微型分级孔洞结构的气敏传感器研究

当今空气污染严重，开发新型气敏材料迫在眉睫。在一次清华大学夏令营，笔者偶然发现昆虫翅膀的气敏特性，受此启发，对昆虫翅膀分级孔洞结构的气敏性能进行大量实验和研究。主要研究内容如下： 1利用蝶翅粉末证明了蝶翅吸附气体的气敏性能。 2根据生物模板法，设计制作昆虫分级孔洞结构SnO2气敏材料的方法。 3利用电子显微镜，研究各种昆虫翅膀的微观结构，并比较其气敏性能，得出蝴蝶分级孔洞结构是提升气敏性能的必要基础的结论。 4采用线性回归分析法分析三十种蝶翅貌SnO2材料的气敏性能与蝶翅孔洞面积的关联，得出以下规律： β=514-0.00017×α；γ=13-5.7e-6×α (β=最高电压，γ=响应速率，α=孔洞面积)，原因是孔洞面积越小，反应表面积越大。 5分析沉积物厚度，工作温度，检测对象和非理想环境四种因素的影响。 6利用最优蝶翅模板制作气敏传感器，发现其可提升其响应速率5.5倍，灵敏度2.5倍。