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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號61/614, 834的優先權，將 其全部內容通過引用的方式并入本申請。

[0003] 聯邦政府資助的研究或開發

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

【技術領域】

[0005] 本發明涉及乙烯傳感器、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】

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

[0007]發明概述

[0008] 本發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幾步簡單制備。所 述感應機制可利用單壁碳納米管（SWCNT或SWNT)的電阻對于其電子環境改變的高敏感性， 以及銅（I)絡合物與碳-碳多重鍵的結合。

[0009] 在一方面中，傳感器包括：包含碳_碳多重鍵部分的傳導性材料新型氣體報警器，所述傳導性材料 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合物。

[0010] 所述傳導性材料可包括碳納米管。所述過渡金屬絡合物能夠與乙烯形成穩定復合 物。所述過渡金屬絡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。所述過渡金屬絡合物可通過所述碳納米管與所述過渡金屬絡合物的配體間的 共價鍵與所述碳納米管相聯。所述過渡金屬絡合物可通過與所述碳納米管非共價相聯的聚 合物與所述碳納米管相聯。所述過渡金屬絡合物可結合至所述傳導性材料的所述碳-碳多 重鍵部分。

[0011] 所述過渡金屬絡合物可具有式（I):

【權利要求】

1. 一種傳感器，其包括： 包含碳-碳多重鍵部分的傳導性材料，所述傳導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合物。

2. 權利要求1的傳感器，其中所述傳導性材料包括碳納米管。

3. 權利要求2的傳感器，其中所述過渡金屬絡合物能夠與乙烯形成穩定復合物。

4. 權利要求3的傳感器，其中所述過渡金屬絡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。

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

6. 權利要求3的傳感器，其中所述過渡金屬絡合物通過與所述碳納米管非共價相聯的 聚合物與所述碳納米管相聯。

7. 權利要求1-3任一項的傳感器，其中所述過渡金屬絡合物結合至所述傳導性材料的 所述碳-碳多重鍵部分。

8. 權利要求1-7任一項的傳感器，其中所述過渡金屬絡合物具有式（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. 權利要求8的傳感器，其中所述過渡金屬絡合物具有下式：

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. 權利要求1的傳感器，其中所述過渡金屬絡合物和所述碳-碳多重鍵部分與聚合物 混合。

11. 權利要求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性材料，所述傳導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合物；以及 在電極處測定電性質。

13. 權利要求12的方法，其中所述樣品是氣體。

14. 權利要求12的方法，其中所述電性質是電阻或電導。

15. 權利要求12的方法，其中所述分析物是乙烯。

16. 權利要求12的方法，其中所述傳導性材料包括碳納米管。

17. 權利要求16的方法，其中所述過渡金屬絡合物能夠與乙烯形成穩定復合物。

18. 權利要求17的方法，其中其中所述過渡金屬絡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。

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

20. 權利要求17的方法，其中所述過渡金屬絡合物通過與所述碳納米管非共價相聯的 聚合物與所述碳納米管相聯。

21. 權利要求12-17任一項的方法，其中所述過渡金屬絡合物結合至所述傳導性材料 的所述碳-碳多重鍵部分。

22. 權利要求12-21任一項的方法，其中所述過渡金屬絡合物具有式（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. 權利要求22的方法，其中所述過渡金屬絡合物具有下式：

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： 形成絡合物，其包括包含碳-碳多重鍵部分的傳導性材料，以及能夠與碳-碳多重鍵部 分相互作用的過渡金屬絡合物；以及 放置所述傳導性材料與至少兩個電極電通。

25. 權利要求24的方法，其中所述過渡金屬是銅。

26. 權利要求24的方法，其中所述電極是金。

27. 權利要求24的方法甲醇報警器，其中設置所述傳感器以感應乙烯。

28. 權利要求24的方法，其中所述絡合物是Cu(I)蝎型絡合物。

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

30. 權利要求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. 權利要求24的方法，進一步包括將所述絡合物混合物與選擇物組合。

32. 權利要求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： 形成絡合物，其包括包含碳-碳多重鍵部分的傳導性材料，以及能夠與碳-碳多重鍵部 分相互作用的過渡金屬絡合物； 在某一溫度噴霧干燥所述復合物以獲得粘稠的傳導性材料；以及 放置所述粘稠的傳導性材料與至少兩個電極電通。

34. 權利要求33的方法，其中所述溫度介于100至210°C之間。

35. 權利要求33的方法，其中所述噴霧干燥在惰性氣氛中進行。

【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 優先權日:2012年3月23日

【發明者】T.M.斯瓦杰, B.埃瑟, J.M.施諾爾 申請人:麻省理工學院

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