挥发性有机化合物(VOC)是一组具有低蒸发或蒸发点的碳基化学品。一些挥发性有机化合物对动物或环境健康有害，因此感知这些气体对维持健康和安全至关重要。挥发性有机化合物也存在于自然界中，可用于医疗诊断，这需要高灵敏度的传感器才能有效。

　　为了改善VOC检测，来自熊本大学，福冈工业技术中心和东北大学的日本研究人员合作，通过改变传感膜上二氧化锡(SnO 2)纳米晶体的粒子和孔径来提高传感器的灵敏度。。他们知道粒径是传感器响应的决定因素，因此他们制定了一种合成不同尺寸和孔分布模式的SnO 2颗粒的方法，并进行分析以确定各种气体的最佳传感器薄膜颗粒形态。

　　研究人员使用水热法合成了SnO 2纳米立方体和纳米棒，并制作了各种孔径和粒径的气敏薄膜。在该实验中产生的纳米晶体是在酸性溶液中使用有机分子开发的，这与先前在碱性溶液中使用阳离子的实验的主要区别。由纳米立方体制成的薄膜具有非常小的孔，小于10nm，而用纳米棒制成的薄膜具有明显的多孔性，孔径大于10nm。负载钯(Pd)的SnO 2还合成了纳米晶体以测试Pd负载通过改变孔径来改善传感器响应的想法。用于测试新传感器的气体是氢气(200ppm)，乙醇(100ppm)和丙酮(100ppm)，它们分别是葡萄糖吸收不良，酒精中毒和糖尿病酮症酸中毒的已知生物标志物。使用空气中产生的电阻(Ra)与由测试气体产生的电阻(Rg)之比(S = Ra / Rg)计算传感器响应(S)。

　　研究小组发现，当在大约250摄氏度的温度下使用长(500 nm)纳米棒时，传感器具有最佳响应，除了H 2传感器，在300摄氏度的温度下用纳米立方体做出最佳反应。此外，Pd负载传感器在250摄氏度下具有改善的响应，长纳米棒是所测试的每种气体的最佳表现的纳米晶体形态。“我们的实验表明，具有较大孔径的TiO2纳米晶体传感器具有最佳的传感器响应。特别是，我们发现在具有最大孔径的器件中，超长灵敏度(增加了5个数量级)，长纳米棒传感器，”熊本大学的Tetsuya Kida教授说。“这告诉我们，对这些传感器的制造方法进行精确控制是有益的。”

　　模拟已经估计乙醇检测水平在十亿分之一的范围内，这意味着该装置可以在患者的呼吸中可行地检测酒精生物标志物。

　　新传感器的一个缺点是它们的恢复时间相对较长。即使响应时间很快，在15到21秒之间，恢复时间也在157到230分钟之间。这被认为是由残留在传感器薄膜表面上的反应副产物引起的。此外，乙醇的实验和模拟结果表明，孔径超过80nm的传感器容易饱和。然而，这可能通过孔径优化和控制传感器膜电阻来克服。