“电子鼻”闻味定量捉甲醛
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2025-08-04 07:39:16
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“电子鼻”闻味定量捉甲醛
华科大团队研发 可应用于多种场景
湖北日报讯 （记者张歆、通讯员王潇潇）7月29日，记者从华中科技大学获悉，该校集成电路学院刘欢教授牵头的“量子人工嗅觉”青年团队，研发出能精准识别甲醛的“电子鼻”机器，相关成果有望应用于工厂废气监控、家庭空气净化、火星探测等需要气体识别的场景。
新装修的房间里总藏着无形的“健康杀手”——甲醛。甲醛无色，但有刺激性气味，是室内污染的主要元凶之一，也是工业生产、环境监测和智能家居领域的“重点关注对象”。
传统的半导体气体传感器要么“太笨”——只能粗略判断有无有害气体，无法定量检测；要么“太娇”——对环境变化敏感，对算法和算力依赖程度高。这导致无法准确识别甲醛，更难以判断其浓度。
“量子人工嗅觉”团队为“电子鼻”机器嗅觉设计了一套“材料+算法”的组合技术。一方面，通过调控半导体气敏材料的表面活性和电子结构，让气体传感器排除其他气体的干扰，对甲醛更“敏感”；另一方面，用机器学习算法给传感器“装大脑”，即将多个传感器组成阵列，采集它们接触不同气体时的动态数据，实现动力学特征组合编码，再通过线性判别分析解码这些信号，给不同气体盖上了“电子指纹”。
实验显示，经过优化的“电子鼻”可察嗅辨微，即使面对甲醛与其他气体的混合环境，也能快速适应，不仅能够识别出甲醛，还能够对其进行精准的定量检测，“称”出它的浓度，实现了微小传感器从“闻味识物”到“知味算量”的突破。
此外，团队还发现了“电子鼻”机器嗅觉的原理和规律，即传感器阵列的组合编码原理遵循质量作用定律，这为后续迭代设计提供了清晰的理论指导。
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