隨著生活水平的提高，以及對環境汙染的越來越重視，人們對生活頻率較高的場所對身體健康的影響越來越重視。因此，對空氣質量監控的需求也越來越大，這一塊的應用，未來將成為相關企業業務的增長點。
人們對有害氣體的檢測有更高的需求
氣體感測器裝置出現已經有一段時間了，但功能和便捷度還有很大的提升空間，以滿足人們日益精細化的需求。紅外光譜、鐳射吸收光譜和質譜裝置等混合氣體分析裝置，雖然能夠準確檢測氣體中含有的汙染物，但是這些裝置大多比較昂貴，而且檢測起來也不夠便捷，對於室外檢測還缺乏足夠的應用條件。
一段時間以來，緊湊型氣體感測器以便攜、檢測功能全面等特點，已經引起了相當高的關注。在工業生產和日常生活中，對有害揮發性氣體和化合物的檢測，已經有了相應的應用。對化學制造、醫藥生產、環境控制、醫療診斷等領域都有非常重要的作用。
但是，人們對有害氣體檢測的靈敏度、響應時間、便捷性和成本控制有著更高的要求。基於新型奈米結構薄膜的感測器似乎能夠解決這一需求。
金屬氧化物薄膜氣體感測器
其實，金屬氧化物薄膜很早就用在了氣體感測器領域，因為其具有檢測範圍廣、便捷易用、成本較低、結構簡單的特點。
金屬氧化物薄膜中包含多種氣敏材料，不同氣體會影響薄膜的電容、質量、功函式、導電性以及光學特性。還有一些氣敏材料可以在氣體、固體相互作用下產生能量。透過這些特性，就可以檢測汙染氣體的存在以及含量。
但是，普通的金屬氧化物薄膜氣體感測器仍有缺陷，比如檢測的響應時間、恢復時間，這些特性會直接影響氣體感測器的靈敏度和二次檢測效能。
新型奈米薄膜氣體感測器
奈米技術的迅速發展，為解決薄膜氣體感測器提供了新的思路。任何上層應用的突破，都離不開基礎應用的革新。近年來，奈米顆粒、金屬氧化物奈米線和奈米帶等半導體奈米結構實現了規模化、工業化生產，為研發新型奈米結構金屬氧化物薄膜氣體感測器提供了物質基礎。
氧化鎳奈米薄片氣體感測器
透過金屬氧化物的奈米結構化，可以有效提升感測器表面的氣體物質吸附性，在相同的感測器件條件下，可以提升感測器的靈敏度。同時，奈米金屬氧化物薄膜具有催化活性，吸附氣體分子後，可以縮短感測器的響應時間，提高檢測效率。
新增聚合物的奈米薄膜感測器
研究表明，將聚苯胺和聚吡咯等導電聚合物透過有機場效應電晶體的形式，在絕緣襯底上刻畫奈米圖案，可以對極低濃度的有機化合物，如三硝基甲苯等硝基芳香族爆炸物進行有效的檢測。
新增聚合物的奈米薄膜氣體感測器並不能提高感測器的靈敏度，但是提供了一個新的思路，即新增不同的聚合物可以對特殊的危害氣體進行極低濃度的檢測。另外，不同的聚合物，如碳奈米管、金屬氧化物顆粒或石墨烯薄片等可以滿足不同市場對不同應用的個性化需求。
石墨烯基薄膜氣體感測器
由於原始石墨烯的零帶隙半金屬電子特性，而且厚度只有原子級別，因此還需要對其表面進行功能化處理，才能具有更好的氣體分子檢測能力。
透過進一步的研究表明，諸如碳奈米管和功能氧化石墨烯等石墨烯衍生物，具有非常大的表面體積比，因而其整個原子層都可以充分接觸到氣體分子，進而在氣體檢測方面擁有巨大的優勢。同時，功能氧化石墨烯由於在原始石墨烯的基礎上進行了化學修飾，其表面吸收氣體分子的能力進一步加強，提高了向感測器電極傳遞資訊的效率，檢測靈敏度獲得了大幅提升。
帶有叉指電極和金屬奈米顆粒修飾石墨烯通道的氣體感測器
雖然研究已經取得了很大的進展，但是離真正的商業化還有一些距離。為了保證氣體感測器的重複利用性和質量標準化，在奈米結構的製造過程中，要保證其形態、厚度和成分的標準性和一致性。
以石墨烯基奈米薄膜氣體感測器為例，只要每個感測器的奈米結構在形態、厚度和成分上有絲毫的差別，其耐用度、重複使用性、響應時間、恢復時間都會出現差異。也就是說，要想有穩定的品質，必須保證生產的奈米結構高度一致，且符合質量標準，這就對納米制造工藝提出了極高的要求。
