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NIMS和AIST已開發(fā)出一種小型傳感器，能夠連續(xù)監(jiān)測植物激素乙烯。乙烯氣體可促進水果和蔬菜的成熟，但是過度暴露會促使它們腐爛。新型小型傳感器可用于通過連續(xù)檢測乙烯氣體來監(jiān)測水果和蔬菜，確保運輸和存儲期間的新鮮度，并有助于減少食物浪費。

乙烯是水果和蔬菜釋放的一種氣體分子，可促進植物激素的成熟。通過將乙烯引入存儲設施，可以在收獲后的存儲中對新鮮農產品進行人工成熟。對這些設施中的乙烯濃度進行連續(xù)監(jiān)測可以使所儲存農產品的成熟進程更加準確地估算出來，從而實現最佳的運輸和儲存時間表。這種潛在的利益導致對農業(yè)和食品工業(yè)中小型，廉價的乙烯傳感器的開發(fā)提出了很高的要求。可以檢測乙烯的小型傳感器已經在市場上出售，但是許多傳感器只能在高溫（200~300℃）下運行。此外，使用半導體作為傳感材料的市售傳感器可以檢測其他氣態(tài)分子（例如乙醇報警器，酒精和甲烷）同時歸因于其高活性的表面。因此，這些現有的傳感器缺乏對乙烯的選擇性敏感性。

在此研究項目中乙烯傳感器，我們開發(fā)了一種小型，高靈敏度的傳感器，能夠以高選擇性檢測乙烯。該傳感器由三部分組成：一種高活性催化劑，可選擇性地將乙烯轉化為乙醛；一種與乙醛反應以釋放酸性氣體的試劑；以及一個對酸性氣體非常敏感的SWCNT（單壁碳納米管）電極（圖）。當分析物空氣通過時，這種高活性催化劑可以將乙烯反復轉化為乙醛。另外乙烯傳感器，該催化劑可在接近室溫（40℃）的條件下運行，從而使小型傳感器具有較高的能源效率。乙醛與試劑之間的反應產生的酸性氣體會從SWCNT半導體中強烈吸收電子，從而改變半導體的電阻。這些特性和機制使傳感器能夠通過監(jiān)視電阻變化，即使在極低的濃度（0.1 ppm）下也能夠選擇性和靈敏地檢測乙烯。預計該傳感器可有效監(jiān)控存儲中許多類型新鮮產品中的乙烯濃度。例如，促進香蕉和獼猴桃成熟的乙烯濃度分別約為500 ppm和10 ppm:完全在傳感器的有用靈敏度范圍內。

這種小型，節(jié)能，低成本的乙烯傳感器旨在與大數據集成和網絡系統(tǒng)兼容煤氣報警器，因此可以作為在日本實踐超智能社會構想（學會5.0倡議）的重要工具。農業(yè)和食品工業(yè)。該研究小組正在設計不同類型的高活性催化劑乙烯傳感器，以開發(fā)可檢測乙烯以外的氣態(tài)分子的小型傳感器。

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