Сенсоры на основе проводящих полимеров

Сенсоры на основе проводящих полимеров (ПП) являются наиболее хорошо исследованным типом, и именно на их основе получены первые доступные на рынке образцы матричных химических сенсоров.

Основой этого типа устройств являются проводящие полимеры - органические вещества, представляющие собой линейный углеродный скелет, включающий в себя сопряжённые двойные связи. Проводящие полимеры образуются при полимеризации таких мономеров, как ацетилен, пиррол, тиофен и анилин. Хотя мономеры являются изоляторами, полимеры проводят электрический ток. Проводимость появляется за счёт изменения энергетических уровней и генерации носителей заряда. Таким образом, подавляющее большинство проводящих полимеров являются одномерными проводниками, потому что носители заряда преимущественно перемещаются вдоль линейного углеродного скелета.

Устройства на основе ПП являются хеморезисторами, так как их сопротивление постоянному току чувствительно к наличию большого количества аналитов. Сорбируемые из газовой фазы молекулы аналитов приводят к набуханию полимера и к нарушению сопряжения в проводящих цепочках, и, соответственно, к изменению сопротивления. Преимуществом ПП является возможность быстрого изготовления сенсорных элементов с различными характеристиками. Это достигается за счёт варьирования глубины и условий полимеризации, изменением типа противоиона и мономера.

Сенсорные элементы матричного сенсора получаются электрохимическим путём, посредством встречноштыревых электродов или металлических полосок в качестве электродов, расположенных на расстоянии 50-100 мкм друг от друга. Таким образом, размер отдельного элемента матричного сенсора составляет 100 мкм. Имеющиеся в продаже образцы представляют собой наборы, в которые входят от 12 до 32 различных сенсорных элементов. Данные устройства применяются в пищевой промышленности при изготовлении напитков и в биологии при исследовании микроорганизмов, выделяющих летучие органические соединения в процессе своей жизнедеятельности. Прибор, изготовленный в университете Манчестера, применялся на станции «Мир» в качестве детектора утечек этиленгликоля из системы охлаждения.