2018年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介：復雜背景氣體的高靈敏微型化色譜分離與現場檢測技術及其應用
完成單位：中國科學院電子學研究所，中國科學院聲學研究所
完成人：孫建海、王文、何世堂、賈雅娜、薛寧、張璐璐、馬天軍、薛蓄峰、梁勇、劉春秀
成果簡介
本成果基于環境污染氣體現場快速高靈敏檢測的戰略需求，結合新一代前沿微納感知技術，實現了一系列面向環境污染氣體高效監測的新技術、新原理與新方法突破：在國際上，首次提出了大樣品容量的微溝道表面修飾技術及大深寬比超長微型填充式色譜技術，將理論板塔數提升了5倍，躋身為微型色譜技術研究的先行者。在國內，首次開發出高靈敏三電極結構的微池體Mini-PID以及陣列式聲表面波氣體檢測技術及系統，在環境監測、公共安全防控等領域得到實際應用推廣，彰顯出重要的科學意義與實用價值。項目組2014年以來在領域內top期刊等發表論文35篇，主編專著2部，授權發明專利15項，授權制定行業標準1項。
創新點
本成果的主要創新點有：（1）針對復雜背景氣體的無干擾檢測，創新性的設計并研制出高分辨率系列化微型色譜柱芯片，其中填充式的微型色譜柱芯片，長度達到1.6米，為國際報道的最高水平；（2）創新性的研制出高靈敏的Mini-PID檢測器及聲表面波檢測器，其中Mini-PID對甲苯最低檢出濃度可達0.7 ppb（檢測溫度℃），分辨率達1 ppb，為目前報道的最高水平；（3）將微色譜與高靈敏Mini-PID檢測器集成，研制出便攜式的GC-PID色譜儀，可實現苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等VOCs的快速高靈敏檢測。
科學價值
本成果的主要科學價值有：（1）微色譜技術的開發與應用，為高靈敏高精度現場快速檢測儀的設計開發提供了新思路、新方法；（2）高效表面修飾技術的開發，為高分辨率微型色譜柱的研制，提供了新的設計理念和方法；（3）微溝道新制備方法的創建，為高性能微型填充式色譜柱研制提供了可靠高效的技術方法；（4）新結構、新方法高靈敏檢測技術開發，為痕量氣體現場高靈敏檢測提供了可靠的新技術；（5）新的系統設計與集成技術開發，為檢測系統的微型化提供了新的設計理念，對儀器國際化具有十分重要意義。
社會經濟效益及應用前景
本成果研制的現場快速高靈敏檢測技術，能實現對各種復雜環境氣體的快速高效分離與高靈敏檢測，可廣泛應用到天然氣管道泄漏、石化、電力、制藥、玩具、半導體、電池、公共安全、戰場化學毒劑等眾多行業，可以說有清新空氣需求的地方，就有其需求。因此，該檢測技術的成功研制，極大推動其在現場快速檢測領域中的應用，彌補國內空白并替代國際產品，產生巨大的社會與經濟效益。
