韩国标准科学研究院的研究人员开发出了世界上灵敏度最高的有毒气体传感器。该传感器可以在室温下精确监测大气中的有毒气体二氧化氮(NO2)，具有低功耗和超高灵敏度。它可以应用于多种领域，如半导体制造过程中残留气体的检测和电解催化剂的研究。

　　二氧化氮是由化石燃料的高温燃烧产生的，主要通过汽车尾气或工厂烟雾排放，导致空气污染导致死亡率上升。在韩国，根据总统令，空气中二氧化氮的年平均浓度被规定为30ppb或更低。因此，需要高灵敏度的传感器来精确检测极低浓度的气体。

　　近年来，由于半导体制造等高科技产业的发展，对人类有潜在致命危险的有毒气体的使用呈上升趋势。虽然一些实验室和工厂为了安全起见采用了半导体型传感器，但挑战在于它们的响应灵敏度低，使它们无法检测到甚至可以被人的鼻子察觉的有毒气体。为了提高灵敏度，它们最终会消耗大量的能量，因为它们必须在高温下工作。

　　该传感器是以先进材料为基础开发的新一代半导体型有毒气体传感器，与传统传感器相比，性能和可用性都有了显著提高。这种新型传感器对化学反应的灵敏度非常高，可以比以前报道的半导体型传感器更灵敏地检测到二氧化氮，灵敏度高出60倍。此外，这种新型传感器在室温下的功耗最小，其最佳的半导体制造工艺可以在低温下大面积合成，从而降低了制造成本。

　　该技术的关键在于由KRISS开发的二硫化钼纳米分支材料。与传统的二硫化钼二维平面结构不同，该材料以类似树枝的三维结构合成，从而提高了灵敏度。除了在大范围内均匀合成材料的强度外，它还可以通过调整原材料中的碳比来创建3D结构，而无需额外的工艺。

　　KRISS半导体集成计量团队通过实验证明，他们的气体传感器可以检测到大气中浓度低至5 ppb的二氧化氮。该传感器的计算检测限为1.58 ppt，标志着世界上最高的灵敏度水平。

　　这一成就使得以低功耗精确监测大气中的二氧化氮成为可能。该传感器不仅节省了时间和成本，而且提供了出色的分辨率。预计它将通过检测二氧化氮的年平均浓度和监测实时变化，为改善大气条件的研究做出贡献。

　　该技术的另一个特点是能够在材料合成阶段调整原料中的碳含量，从而改变电化学性能。这可以用于开发能够检测除NO2以外的气体的传感器，例如在半导体制造过程中产生的残余气体。该材料优良的化学反应性也可用于提高电解制氢催化剂的性能。

　　KRISS半导体综合计量组首席研究员智勋文博士表示:“该技术克服了传统气体传感器的局限性，不仅符合政府的规定，而且可以对国内大气状况进行精确监测。”我们将继续进行后续研究，使这项技术可以应用于各种有毒气体传感器和催化剂的开发，而不仅仅是监测大气中的二氧化氮。”