本研究已成功開發出以奈米金殼粒子為感測材料之自製光學感 測器,並對八種具有不同結構之有機揮發性氣體進行感測。其中奈米 金殼粒子是以 TERR 法製備,經 TEM 量測,其平均粒徑約為 70 nm;
以 UV-Vis 光譜儀量測,則發現在波長 740 nm 處出現明顯的吸收峰。
藉由使用自行撰寫的程式將數據加以處理,使連續光譜變化圖轉變成 隨時間變化的訊號圖,可以觀察出在經過聚合物修飾後,感測器仍能 維持其反應時間與可逆性,不會因為聚合物的作用而受到影響,對不 同氣體濃度進行偵測時也能獲得良好的線性關係。為了使感測器具備 特定的選擇性,本研究在奈米金殼粒子表面修飾具有不同官能基的聚 合物,其中 PEG、PVP、PMMA、OV-210 這四種感測器對 n-pentanol 與 water 的靈敏度較佳,而 DB-1 與 PIB 對 n-octane 的靈敏度相較於 其它感測器高出許多;然而,PIB 與 PECH 的對各氣體之訊號強度普 遍高於其他感測器,但兩者之極性並不相似,或許是其它因素所造 成,將可做為未來研究時探討之重點。
本研究中使用八種感測器對有機揮發性氣體進行感測,若每增加 一種新的有機氣體,就要耗費不少時間進行檢驗,因此本研究使用五 種判斷方法在八種感測器中篩選出鑑別度較高的組合。其中最大距離
法與最大面積法指出 PEG、PIB、PECH 三種感測器的組合鑑別度較 佳,而變異數法則是以 DB-1、PIB、PECH 的組合鑑別度較佳。另外,
F 檢定顯示{PEG, PIB}、{PEG, PECH}、{PMMA, PECH}這三種組合 具有較佳的鑑別度,至於 Wilcoxon-Wilcox 檢定則得出 PEG、PIB 與 PEG、PECH 這二種組合的偵測結果有顯著的差異。經由局部表面電 漿共振的感測行為之實驗結果,本研究嘗詴與驗證以簡易的計算方法 篩選適當的感測器陣列組合。
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0 0.015 0.03 0.045
0 2000 4000 6000
Concentration (ppm)
0 500 1000 1500
Concentration (ppm)
0 1000 2000 3000
Concentration (ppm)
0 2000 4000 6000
Concentration (ppm)
0 1400 2800 4200
Concentration (ppm)
0 2400 4800 7200
Concentration (ppm)
0 5000 10000 15000
Concentration (ppm)
附圖二 Wilcoxon-Wilcox 檢定之臨界值表
附圖三 Wilcoxon-Wilcox 檢定之臨界值表 (續)