在許多行業中，乙醇的低濃度監測至關重要，包括食品生產、醫療診斷及運輸等，因為乙醇的揮發性及潛在健康風險使其成為一個需要密切關注的物質。雖然傳統的金屬氧化物氣體傳感器因其低成本和簡單性而受到廣泛使用，但通常需要高溫運行，並且在檢測微量乙醇時存在靈敏度和選擇性不足的問題。實際環境中，濕度變化和信號不穩定進一步加大了這一挑戰。為了解決這些問題，研究人員正在探索先進材料，以提高表面反應和電氣響應，同時保持低功耗，旨在從根本上改善乙醇氣體傳感性能。
來自延世大學及合作機構的一組研究人員開發了一種新型低功耗氣體傳感器，能夠檢測極低濃度的乙醇。該傳感器將超薄的二氧化鉑納米片與二氧化錫薄膜相結合，形成混合結構，能夠實現至每十億分之一濃度的超靈敏檢測。這款傳感器在廣泛的乙醇濃度範圍內有效運行，同時使用的功耗極低。除了實驗室測試外，該傳感器還成功地實時追蹤呼氣中的酒精，顯示出在健康監測和安全方面的應用潛力。
研究的關鍵突破在於將超薄的二氧化鉑納米片添加到標準的二氧化錫傳感層中。這些納米片擁有非常高的表面積和強大的催化特性，幫助乙醇分子在傳感器表面更快反應。同時，兩種材料之間的相互作用增加了電子耗竭層，從而放大了檢測到乙醇時電阻的變化。根據 Nanowerk 的報導，這些效果使得該傳感器的靈敏度超過了傳統未改良設備的三倍。研究人員在一個懸浮膜上構建了該傳感器，並配備了微加熱器，這樣可以減少熱損失，並使其連續運行的功耗低於 30 毫瓦。測試顯示該傳感器能夠可靠地檢測從每百萬分之一（10 ppm）到約每十億分之一（5 ppb）的乙醇，使其成為目前報告中最靈敏的化學電阻乙醇傳感器之一。
該傳感器在多週的測試中表現出強大的抗干擾能力，對常見氣體干擾的抵抗力強，並保持了穩定的性能。它在多個測試周期中的結果一致，成功地追蹤了呼氣酒精的實時變化，產生的讀數與標準商用呼氣酒精測試儀相當。研究人員強調，納米材料的設計可以顯著改善傳統氣體傳感器。通過將催化活性與電子敏感性相結合，他們的傳感器實現了超高靈敏度、低功耗和穩定運行的罕見組合。此外，他們指出，將納米片添加到薄膜平台上，使設計與當前的微製造方法兼容，為將實驗室研究轉變為現實世界的傳感設備鋪平了道路。
這款超靈敏的乙醇傳感器在實驗室之外可能擁有廣泛的實際應用。在工廠中，它可以及早檢測乙醇洩漏或蒸汽，幫助防止火災並保護工人。在醫療和運輸領域，該傳感器的小型化和低功耗使其適合用於先進的呼氣分析儀，為實時監測和安全管理提供了一種實用工具。
