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[0002] 本申請要求于2012年3月23日申請的美國臨時申請?zhí)?1/614, 834的優(yōu)先權(quán)，將 其全部內(nèi)容通過引用的方式并入本申請。

[0003] 聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)

[0004] 本發(fā)明是在由陸軍研究局頒發(fā)的合同號W911NF-07-D-0004的政府資助下完成 的。政府在本發(fā)明中享有一定權(quán)利。

【技術(shù)領(lǐng)域】

[0005] 本發(fā)明涉及乙烯傳感器、用于乙烯傳感器中的材料以及制造和使用它們的方法。

【背景技術(shù)】

[0006] 乙烯，其為最小的植物激素，在多種植物發(fā)育過程中發(fā)揮作用。其啟動果實成熟， 促進(jìn)種子萌發(fā)和開花，并負(fù)責(zé)葉和花的衰老。隨著水果和蔬菜開始成熟乙烯傳感器，產(chǎn)生并放出乙烯，且一些水果中的內(nèi)在乙烯濃度被用作成熟指數(shù)以確定收獲時間。在一些蔬菜和水果（例如 香蕉）中乙烯傳感器，暴露至乙烯氣體導(dǎo)致收獲后成熟過程的繼續(xù)，因此監(jiān)控儲藏室中的乙烯氣體對 于避免乙烯敏感性產(chǎn)品的變質(zhì)而言是重要的。

[0007]發(fā)明概述

[0008] 本發(fā)明描述了一種能夠檢測亞ppm濃度的分析物例如乙烯的可逆化學(xué)電阻傳感 器。所述乙烯敏感性材料對于乙烯具有高選擇性且由商購材料通過少數(shù)幾步簡單制備。所 述感應(yīng)機制可利用單壁碳納米管（SWCNT或SWNT)的電阻對于其電子環(huán)境改變的高敏感性， 以及銅（I)絡(luò)合物與碳-碳多重鍵的結(jié)合。

[0009] 在一方面中，傳感器包括：包含碳_碳多重鍵部分的傳導(dǎo)性材料新型氣體報警器，所述傳導(dǎo)性材料 與至少兩個電極電通；以及能夠與碳-碳多重鍵部分相互作用的過渡金屬絡(luò)合物。

[0010] 所述傳導(dǎo)性材料可包括碳納米管。所述過渡金屬絡(luò)合物能夠與乙烯形成穩(wěn)定復(fù)合 物。所述過渡金屬絡(luò)合物可通過將所述過渡金屬配位至所述碳-碳多重鍵部分以與所述碳 納米管相聯(lián)。所述過渡金屬絡(luò)合物可通過所述碳納米管與所述過渡金屬絡(luò)合物的配體間的 共價鍵與所述碳納米管相聯(lián)。所述過渡金屬絡(luò)合物可通過與所述碳納米管非共價相聯(lián)的聚 合物與所述碳納米管相聯(lián)。所述過渡金屬絡(luò)合物可結(jié)合至所述傳導(dǎo)性材料的所述碳-碳多 重鍵部分。

[0011] 所述過渡金屬絡(luò)合物可具有式（I):

【權(quán)利要求】

1. 一種傳感器，其包括： 包含碳-碳多重鍵部分的傳導(dǎo)性材料，所述傳導(dǎo)性材料與至少兩個電極電通；以及 能夠與碳-碳多重鍵部分相互作用的過渡金屬絡(luò)合物。

2. 權(quán)利要求1的傳感器，其中所述傳導(dǎo)性材料包括碳納米管。

3. 權(quán)利要求2的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物能夠與乙烯形成穩(wěn)定復(fù)合物。

4. 權(quán)利要求3的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物通過將所述過渡金屬配位至所述 碳-碳多重鍵部分以與所述碳納米管相聯(lián)。

5. 權(quán)利要求3的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物通過所述碳納米管與所述過渡金屬 絡(luò)合物的配體間的共價鍵與所述碳納米管相聯(lián)。

6. 權(quán)利要求3的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物通過與所述碳納米管非共價相聯(lián)的 聚合物與所述碳納米管相聯(lián)。

7. 權(quán)利要求1-3任一項的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物結(jié)合至所述傳導(dǎo)性材料的 所述碳-碳多重鍵部分。

8. 權(quán)利要求1-7任一項的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物具有式（I):

其中： M是過渡金屬； 各R1獨立為H、齒素、燒基或齒代燒基； 各R2獨立為H、鹵素、烷基、鹵代烷基或芳基； R3是H或烷基；且L不存在或表示配體； 或者所述過渡金屬絡(luò)合物具有式（II):

其中： M是過渡金屬； 各R4獨立為烷基、齒代烷基、芳基或三烷基甲硅烷基； A是-CH(R5) -X-CH(R5)-，其中X是N或CH，且各R5獨立為H、齒素、烷基或齒代烷基；或 者A是-P(R6)2-，其中各R6獨立為烷基；且 L不存在或表示配體。

9. 權(quán)利要求8的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物具有下式：

其中： 各R1獨立為H、甲基或三氟甲基； 各R2獨立為H、甲基、三氟甲基或苯基； R3是H或甲基；且L不存在、為巰基或碳-碳多重鍵。

10. 權(quán)利要求1的傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物和所述碳-碳多重鍵部分與聚合物 混合。

11. 權(quán)利要求10的傳感器，其中所述碳-碳多重鍵部分是碳納米管且所述聚合物是聚 合物珠。

12. -種感應(yīng)分析物的方法，其包括： 將傳感器暴露至樣品，所述傳感器包括： 包含碳_碳多重鍵部分的傳導(dǎo)性材料，所述傳導(dǎo)性材料與至少兩個電極電通；以及 能夠與碳-碳多重鍵部分相互作用的過渡金屬絡(luò)合物；以及 在電極處測定電性質(zhì)。

13. 權(quán)利要求12的方法，其中所述樣品是氣體。

14. 權(quán)利要求12的方法，其中所述電性質(zhì)是電阻或電導(dǎo)。

15. 權(quán)利要求12的方法，其中所述分析物是乙烯。

16. 權(quán)利要求12的方法，其中所述傳導(dǎo)性材料包括碳納米管。

17. 權(quán)利要求16的方法，其中所述過渡金屬絡(luò)合物能夠與乙烯形成穩(wěn)定復(fù)合物。

18. 權(quán)利要求17的方法，其中其中所述過渡金屬絡(luò)合物通過將所述過渡金屬配位至所 述碳-碳多重鍵部分以與所述碳納米管相聯(lián)。

19. 權(quán)利要求17的方法乙烯傳感器，其中所述過渡金屬絡(luò)合物通過所述碳納米管與所述過渡金屬 絡(luò)合物的配體間的共價鍵與所述碳納米管相聯(lián)。

20. 權(quán)利要求17的方法，其中所述過渡金屬絡(luò)合物通過與所述碳納米管非共價相聯(lián)的 聚合物與所述碳納米管相聯(lián)。

21. 權(quán)利要求12-17任一項的方法，其中所述過渡金屬絡(luò)合物結(jié)合至所述傳導(dǎo)性材料 的所述碳-碳多重鍵部分。

22. 權(quán)利要求12-21任一項的方法，其中所述過渡金屬絡(luò)合物具有式（I):

其中： M是過渡金屬； 各R1獨立為H、齒素、燒基或齒代燒基； 各R2獨立為H、鹵素、烷基、鹵代烷基或芳基； R3是H或烷基；且L不存在或表示配體； 或者所述過渡金屬絡(luò)合物具有式（II):

其中： M是過渡金屬； 各R4獨立為烷基、齒代烷基、芳基或三烷基甲硅烷基； A是-CH(R5) -X-CH(R5)-，其中X是N或CH，且各R5獨立為H、齒素、烷基或齒代烷基；或 者A是-P(R6)2-，其中各R6獨立為烷基；且 L不存在或表示配體。

23. 權(quán)利要求22的方法，其中所述過渡金屬絡(luò)合物具有下式：

其中： 各R1獨立為H、甲基或三氟甲基； 各R2獨立為H、甲基、三氟甲基或苯基； R3是H或甲基；且L不存在、為巰基或碳-碳多重鍵。

24. -種制造傳感器的方法，其包括： 形成絡(luò)合物，其包括包含碳-碳多重鍵部分的傳導(dǎo)性材料，以及能夠與碳-碳多重鍵部 分相互作用的過渡金屬絡(luò)合物；以及 放置所述傳導(dǎo)性材料與至少兩個電極電通。

25. 權(quán)利要求24的方法，其中所述過渡金屬是銅。

26. 權(quán)利要求24的方法，其中所述電極是金。

27. 權(quán)利要求24的方法甲醇報警器，其中設(shè)置所述傳感器以感應(yīng)乙烯。

28. 權(quán)利要求24的方法，其中所述絡(luò)合物是Cu(I)蝎型絡(luò)合物。

29. 權(quán)利要求24的方法，其中放置所述傳導(dǎo)性材料包括將所述過渡金屬絡(luò)合物和聚合 物的溶液滴鑄在至少兩個電極上。

30. 權(quán)利要求29的方法，其中所述聚合物可選自疏水性聚合物、氟化聚合物、共軛或部 分共軛聚合物及其組合。

31. 權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括將所述絡(luò)合物混合物與選擇物組合。

32. 權(quán)利要求24的方法，其中所述選擇物包括過渡金屬鹽。

33. -種制造傳感器的方法，其包括： 形成絡(luò)合物，其包括包含碳-碳多重鍵部分的傳導(dǎo)性材料，以及能夠與碳-碳多重鍵部 分相互作用的過渡金屬絡(luò)合物； 在某一溫度噴霧干燥所述復(fù)合物以獲得粘稠的傳導(dǎo)性材料；以及 放置所述粘稠的傳導(dǎo)性材料與至少兩個電極電通。

34. 權(quán)利要求33的方法，其中所述溫度介于100至210°C之間。

35. 權(quán)利要求33的方法，其中所述噴霧干燥在惰性氣氛中進(jìn)行。

【文檔編號】G01N27/12GK104412100SQ2

【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日

【發(fā)明者】T.M.斯瓦杰, B.埃瑟, J.M.施諾爾 申請人:麻省理工學(xué)院

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