該傳感器可通過視覺檢測乙醇濃度，提供了一種無需復雜設備即可簡單、靈敏、高效測量酒精含量的方法。圖片來源：大阪 Metropolitan 大學

判斷飲品的酒精度無需再依靠猜測或實驗室檢測。一項新研究讓這一過程變得像查看手機信息一樣簡單，還增添了色彩趣味。該研究成果發(fā)表于《Small Science》期刊。

大阪 Metropolitan 大學的研究人員開發(fā)出一種適配智能手機的酒精傳感器，無需復雜電子元件或實驗室工具，即可通過視覺檢測全范圍的乙醇濃度。其技術在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健、工業(yè)生產流程和酒精呼氣分析等領域具有廣泛潛在應用。

乙醇廣泛應用于食品、醫(yī)藥和燃料領域，也是許多酒精飲料中的致醉成分。準確檢測乙醇濃度（尤其是同時含有乙醇和水的產品中）對產品衛(wèi)生管理和質量控制至關重要。

“傳統(tǒng)傳感器通常需要電源和復雜電子元件，限制了其在日常生活中的普及使用，” 大阪 Metropolitan 大學工程研究生院副教授、該研究第一作者岡田健司（Kenji Okada）表示。

為兼顧選擇性和實用性，研究團隊研發(fā)了一種便攜式高靈敏度乙醇傳感器，其核心是由銅基金屬有機框架（MOF）薄膜 Cu-MOF-74 制成。

a–c）薄膜的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；（a）Cu (OH)₂納米帶，（b）在甲醇中合成的 Cu-MOF-74 薄膜，（c）在 DMF:MeOH = 3:7 中合成的 Cu-MOF-74 薄膜。d）MOF 譜帶（1556 cm⁻¹）的峰面積。圖片來源：《Small Science》（2025）。DOI: 10.1002/smsc.202400634

這些金屬有機框架（MOF）含有納米級孔隙，可吸收乙醇分子并通過可見的顏色變化作出響應 —— 這一現(xiàn)象被稱為溶劑化 / 蒸氣致色效應。得益于低光散射特性和高透明度，Cu-MOF-74 薄膜無需復雜實驗室設備即可實現(xiàn)精確光學測量。

“我們的傳感器可在全濃度范圍內（即使是低濃度）隨乙醇含量變化而變色，” 岡田指出。

這項技術的真正獨特之處在于其與智能手機應用程序的集成。用戶只需對薄膜拍攝一張照片，即可測量乙醇濃度，使其成為適用于現(xiàn)場、工廠或醫(yī)療場景的便攜式工具。

研究人員的發(fā)現(xiàn)為酒精檢測提供了更智能、更簡單且更可靠的方法。從飲品質量檢測到未來便攜式呼氣檢測的可能性，這種新型傳感器技術讓我們在日常生活中實現(xiàn)實時酒精監(jiān)測方面邁出了充滿色彩的一步。

“我們希望這項研究能開拓廣泛的應用場景，從食品飲料行業(yè)到環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)廢氣檢測和酒精呼氣分析，” 岡田表示。

更多信息：Yuto Toki 等，《基于配位不飽和金屬位點的金屬有機框架薄膜的溶劑化 / 蒸氣致色酒精傳感》，《Small Science》（2025）。DOI: 10.1002/smsc.202400634

來源：大阪 Metropolitan 大學