文献综述（或调研报告）：
1.课题研究意义及背景
石英晶体微天平(QCM,Quartz Crystal Microbalance)是一种以AT切型石英晶片为核心,具有极高的分辨率和灵敏度的谐振式质量传感器。石英晶片电极表面吸附的质量的变化与其谐振频率变化呈正比例关系,因此,石英晶体振荡频率的变化能够反映出晶体电极表面所吸附的质量变化。而石英晶体的谐振频率可以达到6MHz以上,它可以检测到纳克级的质量变化,因此可以用来分析微观过程中的质量变化,直观的获取丰富在线检测信息。相对于称重传感器、分析天平等,它的检测灵敏度更高,且价格相对低廉,同时还具有操作简单,可进行多组、连续的操作等优点。因此,QCM在近年来取得了快速发展,现已广泛应用于分析化学、生物学、医学和材料学等多个研宄领域。1959年德国物理学家Sauerbrey教授推导出了 QCM的谐振频率与质量负载之间的关系,即Sauerbrey公式[1]:
其中是测量的频率漂移，是质量变化，是压电活性区的有效面积，为剪切模量，为密度而是谐振器的谐振频率。
因此,QCM最早应用于气相组分、有毒易爆气体的检测。到目前为止,使用各种特殊类型的吸附膜,已经对二氧化硫、硫化氢、氯气、一氧化碳、氰化物等多种有毒、易燃、易爆气体进行了检测研宄。日本的S.Kjima博士发现了碳纳米管(CNTs),它是由单层(单壁碳纳米管)或者两层(多壁碳纳米管)以上、极细的圆筒状石墨片组成的中空碳管.将多壁碳纳米管作为气体敏感材料,将其均匀地涂覆在QCM表面形成一敏感薄膜。利用多壁碳纳米管敏感薄膜对16mg/m3甲醛及9.64mg/m3水蒸汽的物理粘附作用,将甲醛及水蒸汽的浓度系数转换成与之相对的频率值,从而实现对甲酸与水蒸汽实时检测。
它也可以在液体操作QCM。在这种情况下，该谐振频率也取决于粘度和密度为晶体浸入的液体[2]
2.何为双通道QCM？
单个谐振元的QCM测量精度会受到诸如温度，测量介质的粘性和流体压力等环境介质的影响。一种双谐振元的石英微天平可以有效的减小上述影响[3-5]。近几年来，随着微型机械加工技术的发展，前些年有人提出了MQCM的概念[6-7]，示意图如图1.3,而双通道的QCM就是MQCM的最基本组成。它的基本思想就是在同一个晶片上镀上几个电极对，每一个电极对都看成一个独立的谐振元，相当于一个QCM，每一个谐振元都能独立测量不同的量。实际上，这就相当于将几个QCM集成在同一晶片上，这一点正符合了传感器的阵列化、微型化以及信息处理的计算机化的发展趋势。这样，有可能大大提高样品的检测速度和精度。与QCM相比MQCM具有以下几个优点：
1． 能实现同一样本的多组分同时测量。只要在不同谐振元上镀上不同的选择性吸附膜就可实现。
2．可以设置参考谐振元。只要使得某一谐振元对被测溶液中的任何物质都不吸附就可。由于参考谐振元与测量谐振元在同一环境中，这样就可以用它来补偿环境中的温度、粘性和压强等对测量结果的不良影响，从而可以提高精度。
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