從嚴格意義上講，傳感器是一類具有信息感受和物理量轉(zhuǎn)換功能的有形器件。一般而言，傳感器主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源等四個部分組成，四者協(xié)同才能完成對信息的感知、轉(zhuǎn)化、加工和輸出功能。從傳感信息的屬性講，可將傳感器區(qū)分為物理、化學和生物三大類。傳統(tǒng)上，傳感器的研發(fā)主要局限于半導體、信息技術(shù)和分析化學等專業(yè)，其它專業(yè)人員介入相對較少。然而，伴隨物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對傳感器的類別要求越來越多，對傳感器的性能要求越來越高，而新的傳感器往往又涉及化學物質(zhì)和生命活性物質(zhì)的高選擇、高靈敏傳感，這就必將涉及越來越多和越來越復雜的表界面科學基本問題，也必將對特定結(jié)構(gòu)的理性設計和控制制備能力提出越來越高的要求。因此，當代高性能傳感器的研制必須有新的力量加入。

事實上，近年來，越來越多的物理化學、有機化學、高分子化學，乃至無機化學專業(yè)人士陸續(xù)加入到傳感器研究隊伍中來。不過需要指出的是，化學專業(yè)人士擅長的只能是敏感材料的創(chuàng)制，以及化學物質(zhì)和生命活性物質(zhì)傳感的分子機制研究，而傳感器的研制則需要不同學科背景人士的通力合作，甚至需要產(chǎn)業(yè)界的介入。也就是說，傳感器的研制具有突出的跨學科、跨領域特點，跨界研究是傳感器研制的必需。

作為一種重要的新型傳感技術(shù)，薄膜基熒光傳感研究近年來得到了迅猛發(fā)展，已經(jīng)逐漸成為繼離子遷移譜技術(shù)之后業(yè)界公認的一類最具發(fā)展?jié)摿Φ奈⒑哿课镔|(zhì)氣相原位快速探測技術(shù)。其特點至少包括：（1）因通過傳感單元激發(fā)態(tài)對微環(huán)境的敏感性實現(xiàn)探測而使其擁有極高的靈敏度；（2）因敏感材料創(chuàng)新制備途徑多而使其在探測對象種類拓展方面具有極大的發(fā)展空間；（3）因以薄膜形式工作而使其易于器件化、陣列化、柔性化；（4）傳感器體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功耗低，易于實現(xiàn)相關(guān)儀器的便攜和長期穩(wěn)定使用，能夠滿足原位在線探測需要。

與常規(guī)基礎科學研究不同，開展傳感器研制工作需要構(gòu)建鏈條完整的研發(fā)體系。這個體系至少包括以下幾個環(huán)節(jié)：（1）圍繞敏感材料設計制備和傳感機制進行的基礎研究；（2）工況條件下的敏感材料性能評價和器件化研究；（3）電路、信號、結(jié)構(gòu)工程師等專業(yè)人員參與的配套研究；（4）系統(tǒng)集成，結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)化研究；（5）實際測試與評價等。由此可見，傳感器研制確實具有跨領域、技術(shù)密集和研發(fā)門檻高等特點。這就是為什么傳感器技術(shù)被看作是高新技術(shù)，而且傳感器的研發(fā)能力被認為是反映一個國家和區(qū)域科技創(chuàng)新能力和科技發(fā)展水平的重要標志之一。

圖1 薄膜基熒光傳感器的一般制備過程

薄膜基熒光傳感器核心技術(shù)主要包括敏感薄膜材料制備技術(shù)和傳感器硬件結(jié)構(gòu)。就目前發(fā)展而言，人們關(guān)注的多是與公共安全、環(huán)境污染、身體健康等相關(guān)的有機成分的選擇性探測。與以往關(guān)注的NOx、SOx等不同，有機成分的檢測往往需要通過特殊的有機結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此，就必須考慮：（1）如何設計合成高性能傳感單元（Sensing Units）？（2）如何實現(xiàn)理想結(jié)構(gòu)涂層（Adlayer）/活性層的控制制備？（3）如何避免或延緩涂層/活性層的光化學漂白（Photo-bleaching）？（4）如何采集并高效利用薄膜輸出信號？這些就構(gòu)成了未來相當長一段時間內(nèi)薄膜基熒光傳感研究的重點。由此看來，以創(chuàng)造新物質(zhì)、發(fā)現(xiàn)新功能、實現(xiàn)新應用為己任的化學科學工作者在薄膜基熒光傳感器，特別是在涉及化學物質(zhì)、生命活性物質(zhì)和放射性物質(zhì)檢測、監(jiān)測用薄膜基熒光傳感器的研制過程中無疑扮演著核心的角色。

圖2 一種典型的薄膜基隱藏爆炸物熒光探測儀