完成单位：东北大学

完成人：赵勇，李雪刚，蔡忆，陈茂庆，王建华

成果简介：该项目围绕着光纤表面功能化调控机理及其化学参量敏感特性研究开展深入研究。具体创新点包括：提出基于光纤协同低维纳米材料多重增敏的超高灵敏光纤化学传感理论与方法，揭示了低维纳米材料掺杂聚合物薄膜增敏机制，实现了对复杂环境相对湿度、重金属离子等化学参量的超灵敏检测；提出基于多重光学效应协同作用的高灵敏度、大测量范围光纤化学传感理论与方法，实现了湿度的高灵敏度和大测量范围精准检测，为光纤化学传感器灵敏度与测量范围矛盾这一共性难题提供了解决思路；提出基于多重光学干涉效应协同的抗温度干扰、高灵敏度光纤化学传感理论与方法，有效解决了传统光纤化学传感器普遍存在并较难抑制的温度交叉敏感问题，为光纤化学传感器的抗环境干扰检测的发展开辟了新的道路。

创新点及科学价值：针对光纤化学传感器由于敏感材料的限制以及光场感知强度较弱引起的灵敏度普遍偏低问题，提出基于光纤协同低维纳米材料多重增敏的超高灵敏度光纤化学传感理论与方法；针对光纤化学传感器灵敏度与测量范围相矛盾的问题，提出基于多重光学效应协同作用的高灵敏度、大测量范围光纤化学传感理论与方法；针对复杂环境下，测量参数多、交叉敏感问题严重的问题，提出基于多重光学干涉效应协同的抗温度干扰、高灵敏度光纤化学传感理论与方法。上述三项创新点实现了光纤化学传感器领域的进步，为化学参量的超高灵敏度检测、大范围检测以及抗环境干扰检测等需求提供新途径，为光纤化学传感器实用化提供了有前途的解决方案，具有改变目前化学检测技术的潜力，特别是在对于易燃易爆、易腐蚀以及狭小空间等复杂场景中。

社会经济效益：本项目成果具有显著的经济社会效益，具体表现在：（1）提高化学分析的灵敏度和精度，满足各领域对高精度检测的需求，尤其是在环境监测、品安全、生物医学等领域；（3）扩大了光纤化学传感器的测量范围，例如湿度传感器检测范围扩大到18%-95%RH。这将使光纤化学传感器能够应用于更广泛的场景，例如高湿度或低湿度环境下的监测。（3）有效解决了传统光纤化学传感器易受温度和应变干扰的问题，提高了传感器的环境适应性和可靠性。这将使光纤化学传感器能够在复杂环境中稳定工作，例如在高温、高压、强腐蚀等条件下。

应用前景：光纤化学传感技术以光纤为基地感知材料，具有本质安全、电绝缘性好、抗电磁干扰、选择性好、响应速度快、传输距离远、工作稳定等优势。本项目进一步提高了光纤化学传感技术的检测灵敏度、扩大了测量范围、增强了抗干扰能力，使其尤其适用于地下管廊、大型液化天然气站、矿井、燃气运输管线及门站等易燃易爆和恶劣的工业环境中化学参量的远距离实时在线监测，应用前景十分广阔。