新型微納傳感器的開拓者
——記西安交通大學電氣工程學院教授張勇

本刊記者 劉 江

一步一個腳印，一個難題又一個難題地攻克，新型微納傳感領域因這個開拓者，開啟了新天地。

進入21世紀，微納技術得到快速發展，研制新型微納傳感器成為國內外的研究熱潮，投身其中的每一個科學工作者都想在這片荒地上開拓出自己的領地。張勇也不例外，在微納傳感器領域上她開辟出屬于自己的新天地—電離式微納傳感器。

傾心付出，從不言苦

1993年，從西安交大碩士畢業后的張勇，留校工作。2000年，張勇選擇繼續在母校攻讀博士學位，跟隨導師劉君華教授研制新型微納傳感器。在導師的悉心引導下，張勇步入了微納傳感前沿領域及先進智能信息處理技術領域，成功構造了兩電極電離式氣體敏感器件及其陣列，并對單一氣體及混合氣體進行了實驗探索檢測，在2001年第14屆真空微電子國際會議上發表了研究成果。2003年美國人將這一結構的傳感器發表在Nautre期刊上，中國儀器儀表學會因此將微納傳感器正式列為一種新型傳感器，這標志著微納傳感器的誕生。晝夜不舍的深情躬耕，張勇以汗水換來了在研制新型微納傳感器及其陣列上的系列成就。

2007年，張勇提出三電極碳管陰極器件結構，突破了微納傳感器兩電極結構多值敏感、不能實用的瓶頸，獲得了單一氣體及混合氣體的單值敏感特性，這標志著新型三電極電離式微納傳感器的誕生。同時，課題組首次研究建立了基于微納結構的兩電極、三電極傳感器的流體模型，通過仿真及實驗驗證了三電極的優越性，這對微納傳感器結構優化、性能改善起到了科學的指導作用。

氣體檢測，盡顯鋒芒

為了讓自己的三電極電離式微納傳感器盡快應用于氣體檢測領域，張勇和相關專家等組成了微納傳感器科研團隊，加緊了研究步伐。課題組組建了智能配氣系統、直流及射頻供電系統以及pA-nA級電流智能檢測系統，采用自主研制的傳感器及其陣列，成功檢測了單一組分氣體，并且以不分離混合氣體直接檢測出各組分濃度、溫度、濕度等參量，準確度達到1%；具有靈敏度高、集成度高的優勢。在碳納米管傳感器及其在線檢測的某些關鍵技術方面，達到國際先進水平。科研成果已獲得26項發明專利授權，并在Nature出版集團的科學報道（Scientific Reports）上發表。

把科研成果播撒在祖國的大地上。基于自主研制的新型三電極電離式微納傳感器及其陣列，張勇陸續開展了2009年國家高技術研究發展計劃探索導向類專題課題及兩項國家自然科學基金項目等十余項科研項目的研究。研究成果成功運用于電力變壓器、GIS開關的狀態監測、故障診斷及環境監測中。張勇還積極與科技公司合作，將自己研制的一種微納米碳納米管薄膜三電極傳感器技術進行轉讓，為微納傳感器的產業化打下基礎。目前張勇是國際電氣與電子工程師IEEE學會高級會員，中國能源學會專家委員會能源裝備專家組委員，西安交通大學電力設備與電氣絕緣國家重點實驗室的固定研究人員，傳感器、電介質應用及等離子體技術領域的多個國際知名刊物的論文評閱人。

不忘初心，砥礪前行

四度春風化綢繆，幾番秋雨洗鴻溝；黑發積霜織日月，粉筆無言寫春秋。從1993年執教至今，張勇站在《傳感器原理》及《智能傳感器系統》等多門相關課程的講臺上，積極倡導并執行實踐教學理念，通過自主學習、自主訓練、自主應用、自主提高的四段漸進交互式教學模式，向學生傳授傳感器原理與智能化技術。

作為一名女教師，張勇事業家庭兩不誤。在教育事業上兢兢業業，始終踐行著傳道授業解惑的職責。一分耕耘一分收獲，張勇先后獲得了王寬誠育才獎、陜西省高等教育教學成果獎一等獎以及高等教育國家級教學成果二等獎；培養了1名博士后、約30名博士及碩士研究生，包括1名碩士留學生；其中兩名學生獲得了國家獎學金。在生活上張勇尊老愛幼、相夫教子，勇挑家庭重擔；在她的呵護教導下，兒子以優異的成績考上了知名大學。真正的夢想，永遠在現實之中，更在堅持之中。張勇說，不忘初心，為開拓創新科研與教育并進之路颯沓前行。