研究人员利用醋蒸汽通过一种廉价的、室温的方法显著增强了紫外线传感器，这可能会导致可穿戴技术的改善。麦考瑞大学的科学家们引入了一种创新技术来制造紫外线（UV）光传感器，可能会导致更高效和更适应的可穿戴设备。
这项研究的结果于七月发表在期刊Small上，揭示了醋酸蒸汽——基本上是醋的烟雾——如何迅速提升由氧化锌纳米颗粒制成的传感器的有效性，而无需高温处理。
麦考瑞大学工程学院的共同作者黄淑娟教授解释道：“通过短时间地让传感器暴露于醋蒸汽中，传感器表面相邻的氧化锌颗粒结合在一起，形成导电桥。”
连接氧化锌纳米颗粒对于构建微型传感器至关重要，因为它创造了允许电子流动的通道。
研究团队发现他们的蒸汽方法可以使紫外线探测器的响应性比未处理的探测器提高128,000倍，同时仍能准确探测紫外线而不受到干扰，产生高灵敏度和可靠的传感器。
研究的共同作者、麦考瑞大学纳米技术实验室负责人那希尔副教授表示：“传统上，这些传感器在高温下需要在烘箱中处理大约12小时，才能正常工作或发送任何信号。”
然而，团队发现了一种简单的化学方法，可以模仿热处理的效果。
“我们找到了一种使用低成本材料——醋，在室温下处理这些传感器的方法。只需将传感器暴露于醋蒸汽中五分钟，就能得到一个能正常工作的传感器，”她补充道。
为了制造传感器，研究人员将锌溶液喷入火焰中，生成了一种细雾状的氧化锌纳米颗粒，沉积在铂电极上。这形成了一种薄而海绵状的薄膜，随后将其暴露于醋蒸汽中五到二十分钟。
醋蒸汽的存在改变了薄膜中微小颗粒的排列，帮助它们连接起来，促进电子通过传感器的流动。与此同时，颗粒仍然足够小，可以有效地探测光。
“这些传感器由无数微小颗粒组成，这些颗粒需要连接在一起才能使传感器正常工作，”那希尔副教授解释道。
“在我们处理之前，这些颗粒仅仅坐落在一起，就像被困在一堵墙中。当光在某个颗粒中产生电信号时，它很难移动到下一个颗粒。这就是未处理的传感器产生信号不足的原因。”
研究人员对各种配方进行了彻底测试，最终发现了其过程的理想平衡。
“仅仅用水不足以结合颗粒，而纯醋又过于强烈，会损坏整个结构，”黄教授解释道。“我们需要找到完美的结合。”
研究表明，最有效的结果来自于暴露于蒸汽约15分钟的传感器。更长时间的暴露会导致结构发生过多改变，从而导致性能下降。
“这些高度多孔纳米薄膜的独特结构允许氧气深入渗透，使整个薄膜在感应机制中不可或缺，”黄教授指出。
这种新的室温蒸汽技术相比传统的高温方法具有几个优点。它适用于热敏感材料和灵活底座，更具成本效益，并且对环境影响更小。
那希尔副教授强调，这一过程可以轻松扩展以供商业使用。
“传感器材料可以安排在一个移动平台上，经过一个充满醋蒸汽的空间，在不到20分钟的时间内准备好使用。”
这种方法为制作需要灵活性和最低功耗的可穿戴紫外线传感器提供了显著优势。
那希尔副教授建议，这种紫外线传感器方法也可以应用于其他类型的传感器，利用简单的化学蒸汽处理，而不是在多种功能材料、纳米结构和基底上进行高温处理。
