导读：1、查尔姆斯理工大学开发的传感器是基于一种光学现象——等离子体，这种现象发生在金属纳米粒子被照亮并捕获一定波长的光时。

2、这种光学纳米传感器包含数以百万计的钯金合金金属纳米颗粒，钯金合金以其海绵状的吸收大量氢的能力而闻名。当环境中的氢含量发生变化时，等离子体效应会导致传感器变色。

3、传感器周围的塑料不仅是一种保护，而且通过促进氢分子更快地穿透金属颗粒，从而更快地被检测到，从而增加了传感器的响应时间。与此同时，塑料对环境起着有效的屏障作用，因为除了氢，没有其他分子能到达纳米颗粒，这就防止了失活。

4、该传感器的效率意味着它能够在不到一秒的时间内检测到空气中0.1%的氢气，从而满足汽车行业为未来氢汽车应用设定的严格性能目标。

氢是一种清洁的可再生能源载体，可以为汽车提供动力，唯一的排放物是水。不幸的是，氢气与空气混合时极易燃烧，因此需要非常有效的传感器。现在，来自瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了第一个氢传感器，以满足未来氢动力汽车的性能目标。

研究人员的突破性成果最近发表在著名的科学杂志《自然材料》上。该发现是一种封装在塑料材料中的光学纳米传感器。这种传感器的工作原理是基于一种光学现象——等离子体——当金属纳米粒子被照亮并捕获可见光时就会发生这种现象。当环境中的氢含量发生变化时，传感器就会改变颜色。

微型传感器周围的塑料不仅可以起到保护作用，而且还是一个关键部件。它通过加速将氢气分子吸收到能够被探测到的金属颗粒中，从而提高了传感器的响应时间。与此同时，塑料作为一个对环境有效的屏障，防止任何其他分子进入从而停用传感器。因此，该传感器可以高效且不受干扰地工作，使其能够满足汽车工业的严格要求——能够在不到一秒的时间内检测空气中0.1%的氢。

“我们不仅开发了世界上最快的氢传感器，而且还开发了一种随着时间推移保持稳定、不会失效的传感器。与今天的氢传感器不同，我们的解决方案不需要经常重新校准，因为它受到塑料的保护。

Ferry Nugroho在读博期间，和他的导师读到一篇科技文章，文章指出目前还没有人能够成功地达到未来氢动力汽车对氢传感器的严格响应时间要求。他们意识到他们离目标只有一秒钟的距离，因此他们测试了自己的传感器，塑料最初主要是作为一个屏障，但它的工作效果比他们想象的要好，因为它还使传感器的速度更快。

Ferry Nugroho说：“在那种情况下，没有什么能阻止我们。我们想要找到纳米颗粒和塑料的最终组合，了解它们是如何协同工作的，以及是什么让它们如此之快。我们的努力取得了成果。短短几个月，我们就完成了所需的响应时间，以及对促进响应的基本理论理解”。

研究人员展示的氢传感器

探测氢气在很多方面都很有挑战性。这种气体不可见，没有气味，但易挥发，极易燃烧。它只需要空气中4%的氢就能产生氢氧气体，有时也被称为knallgas，在最小的火花下就能点燃。为了使氢汽车和未来的相关基础设施足够安全，必须能够探测到空气中极少量的氢。传感器的速度必须足够快，以便在火灾发生前能够迅速检测到泄漏。

查尔姆斯理工大学物理系教授Christoph Langhammer说：”能够展示一种能够成为氢动力汽车重大突破的传感器的感觉非常棒。”

虽然目标主要是使用氢作为能源载体，传感器也提出了其他可能性。高效的氢传感器在电力网络工业、化学和核能工业中都是必需的，而且还可以帮助改善医疗诊断。

Christoph Langhammer说：“我们呼吸中的氢气量可以为炎症和食物不耐受等问题提供答案。我们希望我们的研究结果能够广泛地应用，而不仅仅是一份科学出版物”。

从长远来看，希望这种传感器能够以高效的方式串联生产，例如使用3D打印机技术。