人体器官某些病变引起的代谢异常会造成某种呼出气体浓度升高，比如，糖尿病患者呼出的丙酮气体、肺癌患者呼出的乙烷气体以及肾病患者呼出的氨气浓度都明显高于正常人，因此通过检测人体呼出某些与特定疾病相关联的标志性气体浓度可实现相应疾病的初步诊断。目前呼出气体组分检测手段存在成本高、过程复杂等缺点，难以发挥快速“呼气诊病”的优势。随着传感器技术的不断成熟，利用气体传感器检测人体呼出的某种气体浓度对人体疾病的早期无创诊断是气体传感器领域研究的热点问题。近二十年间，研究者们不断尝试将具有低成本、智能化、易于集成等优势的半导体气体传感器应用在人体呼出气体检测上。
与半导体气体传感器传统的应用领域不同，用于人体呼气检测的气体传感器要求检测灵敏度高、选择性强以及高湿抗干扰。
因为人体呼出气体浓度低，一般在百十个ppb或者几个ppm的量级，这要求传感器的灵敏度高；
呼气成分复杂，目前发现气体种类达三千余种之多，这要求传感器的选择性强；
呼出气体伴随着90% RH以上的湿度，常温工作的传感器不可避免的产生敏感层表面结露的现象，这要求传感器抗湿度干扰。
常用的表面修饰、器件封装等抗湿手段在面向高湿环境下低浓度气体选择性检测时，通常效果很差。
针对以上三个瓶颈问题，吉林大学张彤教授的研究团队另辟蹊径，提出一种对呼出气体中高湿度加以利用的新观点,设计了一种针对高湿环境中低浓度氨气检测的传感器件。传感器的结构采用普通的陶瓷基片上印制叉指状电极，选用亲水性非共轭聚合物作为敏感体，涂覆在电极表面。当敏感薄膜处于非工作状态，由于聚合物不导电，其电阻很高，几乎绝缘；当传感器接收到呼出气体时，90% RH以上的湿度会在敏感膜表面形成吸附的水分子层，传感器的电阻降低；当呼出的气体中含有氨气时，氨气会溶解在水层中产生NH4+，增强水层的导电性，电阻会进一步降低。氨气浓度越高，电阻越低，直至饱和。实验工作表明，氨气是呼出气体中，同时具备在水中高溶解性和强电离能力的气体，从而实现了对氨气的选择性测试。在测试的气体中，传感器对100 ppm的乙醇、丙酮、甲苯、甲醛等几乎没有响应，对10 ppm氨气的灵敏度（Rg/Ra）可达到2.6，检测下限可达到0.5ppm。响应时间小于30 Sec。
这一研究结果为人体呼出气体中氨气的检测开辟了新思路，新的敏感机理有效低利用了人体呼出气体中的湿度，解决了传感器在呼出气体检测领域应用时高湿环境对气体检测不可避免的干扰，实现了呼出气体中氨气的高选择性检测。该论文作为封面文章在ACS Sensors杂志上发表(DOI: 10.1021/acssensors.9b01763)。第一作者为赵红然博士，费腾教授和张彤教授为通讯作者。
