三十而砺 创新改变世界12 微纳感知：感知于无形，气味数据化让生活更智能

感知于无形，气味数据化让生活更智能

咱们家里的冰箱空调洗衣机现在越来越智能了，不仅可以语音对话，而且还能聪明地辨认食材的新鲜度，要是咱们把蔬菜水果和肉都放进冰箱，它还能准确地告诉你坏的是哪一种。当我第一次听商场营业员这么介绍的时候，心想这肯定是销售的套路，收智商税的！可是，当我来到合肥高新区微纳感知（合肥）技术有限公司，了解了这种神奇的气体感知传感技术以后，才发现这一切原来是真的：

李志华：“传感器是将客观的物质世界信息，探知获取并转换成数字世界所需信息的中介与桥梁。微纳感知开发的气体传感器，专门用来探知生产、生活环境中各类气体的成分和浓度。我们的技术目前可以探测到十亿分之一的精度。”

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气体感知技术可以运用到很多领域，比如智能穿戴、家电、工业自动化、汽车等，一开始提到的“聪明的冰箱”就是属于这项技术在家电领域的应用。很多高端智能冰箱通过这项技术对食材所散发出的气味进行数据化，再依此制定新鲜度的标准，从而实现“食材新鲜度管理”的新功能。那么气体感知技术是如何对看不见摸不着的气味进行数据化的呢？

首先，得有一个通电的传感器。

科学家们设计了一个MEMS芯片微型加热器，一通电，加热器就可以发光发热，这样数据化处理最基础的硬件就有了。

紧接着，加热器上又被涂抹了一层纳米气敏材料。在显微镜下面看，这种材料是类似于蜂窝煤一样的造型，当加热器通上电时，电流就会从这层纳米材料上通过，这时会显示出一个电阻数值，比如是1欧姆。而食物腐坏的过程中会散发出不一样的气体，比如果蔬类会产生含醇类的酒味，肉类因为含有蛋白质，会产生含有氨分子的臭味，不同的气味通过这个纳米气敏材料的时候，都会自动吸附到蜂窝状结构上去，这时，纳米气敏材料产生的电阻就会出现变化，比如有酒味时就是10欧姆，有氨臭味时就是20欧姆。当然，这只是打个比方，实际上欧姆数和不同的气体以及气体的浓度之间在学术上是有对应关系的，那么根据这个对应关系就能判别出来是哪种气体来了，它的浓度大概是多少。

这时候冰箱会根据这种数据和对应关系通知冰箱的主人是什么不新鲜了，坏到什么程度了。至于后面怎么对冰箱气味进行消杀，各个品牌就各有高招了。等到气味散掉之后，传感器的上吸附的气体分子也会散掉，一切又可以从头开始了。

除了冰箱，半导体式气体感知技术在空调上的应用也很普遍，特别是写字楼里的中央空调。为了制冷，空调会使用制冷剂，常见的就是氟利昂。但是因为氟利昂对大气层的破坏，现在越来越多地被新型制冷剂所替代。这些新型制冷剂对空气是环保的，但对人体是有害的，所以必须接受严格的气体泄漏检测。因为按照每年3-4个月的使用时间来算，大型中央空调泄露的总量会对人体产生弱损伤，所以欧盟、日本、北美等国外市场都已经要求强行配置冷媒传感器了，国内的强制标准也已经制定出来，很快就要实施。

可以想象，在任何气体可能发生泄漏的场景下，这种半导体式气体感知技术都会被需要，还可以实现气体的流量监测、流向监测。这又是如何实现的呢？我们简单打个比方，传感器通电后产生热量形成一个温度场，这个场好像一层被吹起来的薄膜，没有气体通过的时候他是稳定的、对称的，一旦有气体流动，薄膜就会歪，一边高一边低，两端就会产生不同的电阻值，这样，通过这个传感器的电流就会发生变化，而且可以明确测算到电流的大小和方向，这也就可以对应出气体流动的速度、流量和方向。于是检测人员就能很快知道这个气体出现了什么样的异常，方便他们及时核查和安全处理。

微纳感知的副总经理李志华告诉我们，半导体式气体感知技术能够做的远不止上面说到的这些。比如公司以气体传感器模组服务的智能家电领域、以空气质量模组服务的民用消费领域、以气体空气质量模块和车用锂电池安全监控模块服务的安全驾驶领域，技术都已经非常成熟。因为和很多行业都能产生交叉的特点，这项技术的未来将不可估量，而自从2015年落户合肥高新区，快速从孵化器、加速器到今天的在中安创谷产业园一栋独立的办公大楼，微纳感知已经迅速成长为中国本土集研发、设计、制造于一体的高科技企业。李志华说：

“从1991到2021，合肥高新蓬勃发展30年，朝气奋斗30年，取得举世瞩目成就，成为世界级产业聚集高地、人才聚集高地、文化创新高地！微纳感知，作为土生土长的合肥高新区企业，其创立、发展都深受合肥高新这片创新浪潮的影响。衷心祝愿合肥高新区，在新的历史征程里，继续勇攀高峰，挺立潮头，芳华璀璨。”

【制作团队】

统筹 | 吕律

采访 | 吕律 郑思齐

文字 | 主播：吕律

编辑 | 郑思齐