每日科普|未来新材料——气敏材料家族

气敏材料是一种新型功能材料，一般为多孔材料。当它接触特定的气体物质时，这些材料的物理或化学性质会发生较为显著的变化。人们可以根据这些变化和这类敏感材料来检测特定的气体成分。
根据材料的不同气敏材料可以分为无机气敏材料、有机气敏材料和有机/无机复合气敏材料三大类。

1.无机气敏材料
人们最早发现的无机气敏材料是金属氧化物，研究最多也最深入。二氧化锡、氧化锌是金属氧化物半导体气敏材料的代表，它们属于表面控制型半导体气敏材料，有吸附和催化双重效应。

2.有机气敏材料
有机气敏材料的主要代表为聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯以及它们的衍生物等导电聚合物。这类材料都属于共轭型导电聚合物，他们的共同特点是分子内具有线性共轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件。

3.有机/无机复合气敏材料
复合气敏材料的种类繁多复杂，常研究的有酞菁基系列、聚苯胺基系列、高分子/导电填充物复合材料系列等。
气敏元件的制备方法有烧结法、薄膜和厚膜工艺。其中，烧结法是最早使用的制备方法，操作简单，但不同批次的气敏元件重复性差。溅射方法是制备薄膜的常用方法，通过溅射气体轰击靶材料，然后在衬底上沉积制备薄膜。制作厚膜传感器的主要方法是丝网印刷。
不过，气敏材料在推广应用方面还存在着诸多困难，如制备方法和掺杂方式的不同对气敏材料的性质有极大的影响，但是并不能针对不同的材料选择合适的制备方法，常用的是化学共沉淀和溶胶—凝胶法来制造气敏材料；只可以检测还原性气体、氧化性气体和挥发性气体，对于其他气体，尤其是有毒气体，并没有合适的检测气敏材料等等。
目前，气敏材料研究已经朝着气敏材料纳米化、开发可视化气敏新材料以及仿生研究等新方向发展。