完成单位：中国科学院电子学研究所，中国科学院声学研究所

完成人：孙建海、王文、何世堂、贾雅娜、薛宁、张璐璐、马天军、薛蓄峰、梁勇、刘春秀

成果简介

本成果基于环境污染气体现场快速高灵敏检测的战略需求，结合新一代前沿微纳感知技术，实现了一系列面向环境污染气体高效监测的新技术、新原理与新方法突破：在国际上，首次提出了大样品容量的微沟道表面修饰技术及大深宽比超长微型填充式色谱技术，将理论板塔数提升了5倍，跻身为微型色谱技术研究的先行者。在国内，首次开发出高灵敏三电极结构的微池体Mini-PID以及阵列式声表面波气体检测技术及系统，在环境监测、公共安全防控等领域得到实际应用推广，彰显出重要的科学意义与实用价值。项目组2014年以来在领域内top期刊等发表论文35篇，主编专著2部，授权发明专利15项，授权制定行业标准1项。

创新点

本成果的主要创新点有：（1）针对复杂背景气体的无干扰检测，创新性的设计并研制出高分辨率系列化微型色谱柱芯片，其中填充式的微型色谱柱芯片，长度达到1.6米，为国际报道的最高水平；（2）创新性的研制出高灵敏的Mini-PID检测器及声表面波检测器，其中Mini-PID对甲苯最低检出浓度可达0.7 ppb（检测温度℃），分辨率达1 ppb，为目前报道的最高水平；（3）将微色谱与高灵敏Mini-PID检测器集成，研制出便携式的GC-PID色谱仪，可实现苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等VOCs的快速高灵敏检测。

科学价值

  本成果的主要科学价值有：（1）微色谱技术的开发与应用，为高灵敏高精度现场快速检测仪的设计开发提供了新思路、新方法；（2）高效表面修饰技术的开发，为高分辨率微型色谱柱的研制，提供了新的设计理念和方法；（3）微沟道新制备方法的创建，为高性能微型填充式色谱柱研制提供了可靠高效的技术方法；（4）新结构、新方法高灵敏检测技术开发，为痕量气体现场高灵敏检测提供了可靠的新技术；（5）新的系统设计与集成技术开发，为检测系统的微型化提供了新的设计理念，对仪器国际化具有十分重要意义。

社会经济效益及应用前景

本成果研制的现场快速高灵敏检测技术，能实现对各种复杂环境气体的快速高效分离与高灵敏检测，可广泛应用到天然气管道泄漏、石化、电力、制药、玩具、半导体、电池、公共安全、战场化学毒剂等众多行业，可以说有清新空气需求的地方，就有其需求。因此，该检测技术的成功研制，极大推动其在现场快速检测领域中的应用，弥补国内空白并替代国际产品，产生巨大的社会与经济效益。