变色传感器通过智能手机拍照即可检测酒精

该传感器可通过视觉检测乙醇浓度，提供了一种无需复杂设备即可简单、灵敏、高效测量酒精含量的方法。图片来源：大阪 Metropolitan 大学

判断饮品的酒精度无需再依靠猜测或实验室检测。一项新研究让这一过程变得像查看手机信息一样简单，还增添了色彩趣味。该研究成果发表于《Small Science》期刊。

大阪 Metropolitan 大学的研究人员开发出一种适配智能手机的酒精传感器，无需复杂电子元件或实验室工具，即可通过视觉检测全范围的乙醇浓度。其技术在环境监测、医疗保健、工业生产流程和酒精呼气分析等领域具有广泛潜在应用。

乙醇广泛应用于食品、医药和燃料领域，也是许多酒精饮料中的致醉成分。准确检测乙醇浓度（尤其是同时含有乙醇和水的产品中）对产品卫生管理和质量控制至关重要。

“传统传感器通常需要电源和复杂电子元件，限制了其在日常生活中的普及使用，” 大阪 Metropolitan 大学工程研究生院副教授、该研究第一作者冈田健司（Kenji Okada）表示。

为兼顾选择性和实用性，研究团队研发了一种便携式高灵敏度乙醇传感器，其核心是由铜基金属有机框架（MOF）薄膜 Cu-MOF-74 制成。

a–c）薄膜的扫描电子显微镜（SEM）图像；（a）Cu (OH)₂纳米带，（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 谱带（1556 cm⁻¹）的峰面积。图片来源：《Small Science》（2025）。DOI: 10.1002/smsc.202400634

这些金属有机框架（MOF）含有纳米级孔隙，可吸收乙醇分子并通过可见的颜色变化作出响应 —— 这一现象被称为溶剂化 / 蒸气致色效应。得益于低光散射特性和高透明度，Cu-MOF-74 薄膜无需复杂实验室设备即可实现精确光学测量。

“我们的传感器可在全浓度范围内（即使是低浓度）随乙醇含量变化而变色，” 冈田指出。

这项技术的真正独特之处在于其与智能手机应用程序的集成。用户只需对薄膜拍摄一张照片，即可测量乙醇浓度，使其成为适用于现场、工厂或医疗场景的便携式工具。

研究人员的发现为酒精检测提供了更智能、更简单且更可靠的方法。从饮品质量检测到未来便携式呼气检测的可能性，这种新型传感器技术让我们在日常生活中实现实时酒精监测方面迈出了充满色彩的一步。

“我们希望这项研究能开拓广泛的应用场景，从食品饮料行业到环境监测、工业废气检测和酒精呼气分析，” 冈田表示。

更多信息：Yuto Toki 等，《基于配位不饱和金属位点的金属有机框架薄膜的溶剂化 / 蒸气致色酒精传感》，《Small Science》（2025）。DOI: 10.1002/smsc.202400634

来源：大阪 Metropolitan 大学

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