TWI661186B - 光學式氣體感測器與其系統及製作方法 - Google Patents

Abstract

一種光學式氣體感測器，包含一透明基板及一感測層。該感測層設置於該基板上，包括多條的高分子絲，及多個位於每一條高分子絲中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿。本發明還提供一種具有該光學式氣體感測器的光學式氣體感測系統及該光學式氣體感測器的製作方法。

Description

光學式氣體感測器與其系統及製作方法

本發明是有關於一種氣體感測器，特別是指一種光學式氣體感測器與其系統及製作方法。

在常溫常壓下具有高揮發性、高蒸氣壓且沸點低於250℃的有機化學物，一般稱為揮發性有機化合物(volatile organic compounds，VOCs)。

由於揮發性有機化合物(VOCs)對人體具有刺激性和毒性，吸入過多會造成噁心、嘔吐、頭暈等身體不適的症狀，甚至會傷害人體的大腦、肝臟、腎臟和神經系統或引發癌症等，且當揮發性有機化合物(VOCs)到達一定濃度或含量時，更有爆炸發生的疑虞，因此，有效監控揮發性有機化合物(VOCs)含量是有必要的。目前市售用以監測揮發性有機化合物(VOCs)氣體的感測器多是使用分子游離、觸媒燃燒、紅外光感測以及半導體方法等等，但無論哪一種偵測方式，其售價及保養成本都相當昂貴，對需要大量監測的化工廠是一大負擔。

一般來說，目前大多數的感測器為電阻式氣體感測器，多是使用半導體材料做為感測元件，主要是利用氣體吸附在半導體材料的電阻變化來偵測氣體，然而，電阻式感測器需在特定溫度(100~400℃)下操作，所以需使用加熱元件將感測元件進行加熱才能有效偵測氣體，而不斷的升溫與冷卻會縮短感測元件的壽命，且只能對特定的揮發性有機化合物進行偵測，使應用發展受限。

另一種常見的氣體感測器則為光學式氣體感測器，此種感測器可於一般室溫下使用並可偵測多種氣體，但需要複雜的光學偵測系統使得價格相對昂貴體積也不易縮小，且容易受外界環境干擾，由此可知，現今氣體感測器的眾多限制，使其推廣困難重重。因此，如何提供一種高感應度、低成本、且可即時偵測和方便攜帶的揮發性有機化合物感測器，以減少揮發性有機化合物對人體的傷害與意外的產生，創造安全無虞的生活環境，是目前所屬技術領域所待解決的問題安全無虞的生活環境，是目前所屬技術領域所待解決的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種高感應度、低成本、且可即時偵測和方便攜帶的光學式氣體感測器。

於是，本發明光學式氣體感測器包含一透明基板及一感 測層。該感測層設置於該基板上，包括多條的高分子絲，及多個位於每一條高分子絲中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿。

此外，本發明還提供一種光學式氣體感測器系統。

該光學式氣體感測器系統包含一旋轉控制裝置、一如前述的光學式氣體感測器、一光源裝置，及一接收分析裝置。

該光學式氣體感測器設置於該旋轉控制裝置上，該旋轉控制裝置能帶動該光學式氣體感測器旋轉。該光源裝置能發出一照射該光學式氣體感測器的該感測層的光源，以激發該等奈米桿而讓該等奈米桿發出激發光。該接收分析裝置設置於該等奈米桿發出的激發光的一光路徑上，以接收並分析該等奈米桿發出的激發光的強度。

又，本發明還提供一種光學式氣體感測器的製作方法。

該光學式氣體感測器的製作方法包含一準備步驟、一溶液調配步驟，及一感測層形成步驟。

該準備步驟是準備一透明基板、一有機高分子、多個奈米桿發光材料，及一第一有機溶劑。該溶液調配步驟是將該有機高分子與該奈米桿發光材料摻混於該第一有機溶劑中，以形成一第一溶液。該感測層形成步驟是使用靜電紡絲技術將該第一溶液沉積於該透明基板上，以在該透明基板上形成一感測層，該感測層包括多 條的高分子絲，及多個位於每一條高分子絲中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿。

本發明的功效在於，藉由摻混該有機高分子與該等奈米桿，並以靜電紡絲技術在該透明基板上，形成包括多條包覆具同方向性的該等奈米桿的高分子絲所構成的該感測層，而構成光學式氣體感測器，在進行氣體感測時，旋轉此感測器，使該等高分子絲與該等奈米桿相對於偵測光源為旋轉成不同角度，而能讓光源照射此感測器時，產生顯著的偏光變化，具高感應度而能偵測低濃度的揮發性有機化合物。

2‧‧‧光學式氣體感測器

21‧‧‧透明基板

22‧‧‧感測層

211‧‧‧高分子絲

212‧‧‧奈米桿

213‧‧‧金屬奈米粒

3‧‧‧旋轉控制裝置

4‧‧‧光源裝置

5‧‧‧接收分析裝置

51‧‧‧光接收器

52‧‧‧光分析器

6‧‧‧警報裝置

100‧‧‧氣體感測腔

101‧‧‧進氣口

102‧‧‧出氣口

401‧‧‧準備步驟

402‧‧‧溶液調配步驟

403‧‧‧感測層形成步驟

404‧‧‧蝕刻步驟

λ‧‧‧光源

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一俯視示意圖，說明本發明光學式氣體感測器的一第一實施例；圖2是一俯視示意圖，輔助說明該第一實施例的該感測層結構；圖3是一俯視示意圖，說明本發明光學式氣體感測器的一第二實施例；圖4是一流程示意圖，說明本發明光學式氣體感測器的製作方 法的製作流程；圖5是一圖直徑對電壓關係圖，說明以不同電壓實施靜電紡絲所製作的高分子絲的直徑；圖6是一示意圖，說明本發明光學式氣體感測系統的一實施例；圖7是一光學顯微鏡(optical microscope，OM)影像圖，說明以不同時間蝕刻該感測層的表面型態；圖8是一消光光譜圖，說明以不同時間蝕刻該感測層在氯苯(Chlorobenzene)環境下的消光光譜；圖9是一消光變化對角度的關係圖，說明該光學式氣體感測器在氯苯環境下旋轉不同角度的消光變化；圖10是一消光變化對時間關係圖，說明該光學式氣體感測器在不同揮發性有機化合物的消光變化；圖11是一感測度對時間關係圖，說明該光學式氣體感測器在不同揮發性有機化合物的感測度變化；圖12是一消光變化對時間關係圖，說明該光學式氣體感測器在不同濃度的氯苯環境的消光變化；及圖13是一消光變化對時間關係圖，說明該光學式氣體感測器在不同濃度的丁醇環境的消光變化；

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明光學式氣體感測器2的一第一實施例，包含一透明基板21及一形成與該透明基板21上的感測層22。

具體地說，圖2是圖1該感測層22的局部放大圖，由圖2可知，該感測層22包括多條的高分子絲211，及多個位於每一條高分子絲211中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿212。

適用於該第一實施例的該透明基板21只要為透明即可，而可選自氧化銦錫基板、氟氧化錫基板、玻璃基板、有機高分子基板，或陶瓷基板；該等高分子絲211則可選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚乳酸(PLA)或幾丁聚醣(chitosan)，於該第一實施例中，該透明基板21是選用玻璃基板，該等高分子絲211是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為例做說明，該等奈米桿212則是選用硒化鎘/硫化鎘(CdSe/CdS)。

由該第一實施例所使用的材料可知，該光學式氣體感測器2主要是用來偵測例如丙酮、汽油，或四氫呋喃等揮發性有機化合物。其偵測方式主要是透過揮發性有機化合物吸附在該感測層22的該等高分子絲211上會有溶融狀態，而改變該感測層22的光學特 性，從而能讓該光學式氣體感測器2以光學方式偵測揮發性有機化合物。

較佳地，形成於該透明基板21上的該感測層22的的厚度介於50nm~50μm，且該等高分子絲211能以隨機方式排列、相互交錯的方式排列，或具有方向性的方式排列，於該第一實施例中，該等高分子絲211是以相同方向排列為例作說明，透過在該透明基板21上形成以相同方向排列的該等高分子絲211，並加入該等奈米桿212所構成的該光學式氣體感測器2能讓其具有更佳的偏光效果。

更佳地，進一步以乾式蝕刻方式改變該感測層22的粗糙度，使該感測層22的表面呈不規則的凹陷，並搭配靜電紡絲技術形成相同方向排列的該等高分子絲211，以使該感測層22成為具有高比表面積的三維結構的複合材料，以利吸附氣體增益光學行為，提升感測靈敏度。

參閱圖3，本發明光學式氣體感測器2的一第二實施例的結構大致與該第一實施例的結構相同，不同處在於，該感測層22含包含多個位於該每一條高分子絲211中的金屬奈米粒213。該等金屬奈米粒213可選自金、銀，或銅，較佳地，該等金屬奈米粒213的粒徑介於5nm~100nm。透過加入該等金屬奈米粒213與該等奈米桿212搭配，能利用表面電漿共振增益該等高分子絲211的光學 行為，用以感測在低濃度揮發性有機化合物的光學變化。

本發明光學式氣體感測器2的一第三實施例大致與該第一實施例的結構相同，不同處在於，該感測層22還包含摻混於該每一條高分子絲中的有機染料。該有機染料的構成材料能選自甲基橙、甲基紅、煌綠、羅丹明B、剛果紅、瑞香草酚藍，或溴甲酚氯。以摻混有機染料搭配該等奈米桿212，也能進一步增加該感測層22的光學特性增進感測效果。

為了更清楚瞭解前述光學式氣體感測器2，茲將該光學式氣體感測器2的製作方法說明如下。

參閱圖4配合參閱圖2，本發明光學式氣體感測器的製作方法於製作前述該第一實施例的該光學式氣體感測器2的步驟包含一準備步驟401、一溶液調配步驟402、一感測層形成步驟403，及一蝕刻步驟404。

該準備步驟401是準備一透明基板21、一有機高分子、多個奈米桿發光材料，及一第一有機溶劑。具體地說，是準備玻璃基板作為該透明基板，準備聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為該有機高分子，而該奈米桿發光材料則是選用硒化鎘/硫化鎘(CdSe/CdS)。其中，該第一有機溶劑可選自苯、甲苯、氯苯或丙酮，於製作該第一實施例的該光學式氣體感測器2所選用的第一有機溶劑是選自氯苯。

該溶液調配步驟402則是將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的有機高分子與硒化鎘/硫化鎘(CdSe/CdS)的奈米桿發光材料摻混於氯苯的該第一有機溶劑中，以形成一第一溶液。

該感測層形成步驟403是使用靜電紡絲技術將該第一溶液沉積於該透明基板21上，以在該透明基板21上形成該感測層22，而該感測層包括該等高分子絲211，及多個位於每一條高分子絲211中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿212。

具體地說，使用靜電紡絲技術形成該感測層22時，可藉由控制其操作電壓、流速，及與該透明基板21之間的距離來掌控該等高分子絲211的型態。

藉由控制該靜電紡絲技術的一操作電壓等參數，用以控制該等高分子絲211的直徑，其中，該操作電壓可介於5kV~40kV，較佳地，介於10~25kV。此外，還可進一步控制流速介於0.1~1ml/hr的速率進行噴塗該等高分子絲211，及優化與該透明基板21之間的距離於10公分。

參閱圖5，顯示以不同操作電壓(10kV、15kV、20kV、25kV)製作出該等高分子絲211所量測得到的直徑，由圖5可知，當以操作電壓為20kV形成該等高分子絲211時，其每一根高分子絲211的直徑誤差與所構成的該感測層22的表面型態均為最佳。

該蝕刻步驟404是對該感測層22進行乾式蝕刻，使該感 測層22的表面受到電漿的離子轟擊，使表面呈現凹陷而提升其表面粗糙度。要說明的是，其乾式蝕刻可以使用如紫外光表面處理(UV/O-zone)等電漿製程的蝕刻方式，且可在空氣、氬氣、氧氣、氮氣、氨氣、甲烷、氫氣、四氟化碳或二氟化氙的氣氛中進行，且蝕刻時間介於1分鐘~120分鐘。藉由在特定時間特定氣氛下進行乾式蝕刻時，在該感測層22的表面進行不同元素的微量摻雜，以產生特定官能基，使該感測層22具有高選擇性，提升特定揮發性有機化合物的靈敏度。於製作該第一實施例的該光學式氣體感測器2是在空氣中進行60分鐘的蝕刻

本發明光學式氣體感測器的製作方法於製作前述該第二實施例的該光學式氣體感測器2的步驟與製作該第一實施例的該光學式氣體感測器2的製作步驟大致相同，不同之處在於，該準備步驟401與該溶液調配步驟402。

具體地說，該準備步驟401還準備多個金屬奈米粒及一第二有機溶劑，其中，該等金屬奈米粒可選自金、銀或銅奈米粒，而該第二有機溶劑則可選自甲苯、氯苯、丙酮，或二甲基甲醯胺，於製作該第二實施例的該光學式氣體感測器2時，該等金屬奈米粒是選用銀奈米粒子，該第二有機溶劑則是選用氯苯。該溶液調配步驟402是將銀奈米粒子摻混於氯苯該第二有機溶劑中，以形成一第二溶液，再混合該第一溶液與該第二溶液，以形成一前驅溶液，該 感測層形成步驟403以靜電紡絲技術將該前驅溶液沉積於該透明基板21上，使該等高分子絲211中同時具有該等奈米桿212及該等金屬奈米粒。換句話說，製作該第二實施例的該光學式氣體感測器2的製作方式是先分別調配該第一溶液與該第二溶液後，再將此兩溶液混摻再一起而製成該前驅溶液。

本發明光學式氣體感測器的製作方法於製作前述該第三實施例的該光學式氣體感測器2的步驟與製作該第一實施例的該光學式氣體感測器2的製作步驟大致相同，不同之處在於，該準備步驟401與該溶液調配步驟402。具體地說，該準備步驟401還準備一有機染料，其中，該有機染料構成材料選自甲基橙、甲基紅、煌綠、羅丹明B、剛果紅、瑞香草酚藍，或溴甲酚氯，於製作該第三實施例的該光學式氣體感測器2的有機染料是選用甲基橙，該溶液調配步驟402是再將甲基橙摻混於該第一有機溶劑中。

配合圖1並參閱圖6，本發明光學式氣體感測系統的一實施例包含如前所述的光學式氣體感測器2、一與該光學式氣體感測器2連接的旋轉控制裝置3、一光源裝置4、一接收分析裝置5，及一與該接收分析裝置5相連接的警報裝置6。於本實施例中，該光學式氣體感測系統在偵測氣體時，是將該光學式氣體感測器2、該旋轉控制裝置3及該光源裝置4設置在一具有一進氣口101及一出氣口102的氣體感測腔100內為例作說明。

具體地說，該光學式氣體感測器2設置在該旋轉控制裝置3上，且該旋轉控制裝置3能帶動該光學式氣體感測器2旋轉，該光源裝置4與該光學式氣體感測器2的該感應層22相對設置，使該光源裝置4發出的光源λ能照射至該感應層22，並激發該等奈米桿212而讓該等奈米桿212發出一激發光。適用於本實施例的該光源裝置4所發出的光源λ可為可見光、紫外光、紅外光，或雷射光，較佳地，該光源λ可選自對應該等奈米桿212的吸收波長的單波長光。

於本實施例中，該光源裝置4與該光學式氣體感測器2之間的設置關係，是讓該感測層22的一法線與該光源裝置4發出的光源λ的光軸平行，也就是讓光源λ垂直照射該感測層22，且讓該光源裝置4與該光學式氣體感測器2的該感測層22之間的距離介於0.5公分~10公分。由此可知，該旋轉控制裝置3帶動該光學式氣體感測器2旋轉的方式，是讓該光學式氣體感測器2在一垂直光源λ的光軸的二維平面(也就是平行該感測層22的平面)上旋轉，且該旋轉控制裝置3能帶動該光學式氣體感測器2在1~60秒旋轉5~180度。

此處要說明的是，由於該等高分子絲211是以特定方向排列設置在該透明基板上21，因此，此處所述的旋轉角度是以該等高分子絲211於一開始照光時的角度為0度進行說明，舉例來說，當該等高分子絲211於一開始呈平行X軸方向排列時，定義此時該 等高分子絲211的角度為0度，透過該旋轉控制裝置3旋轉該光學式氣體感測器2後，該等高分子絲211與X軸所夾的角度即為旋轉角度。

由於設置在該透明基板21上的該等高分子絲211及該等奈米桿212均具有相同方向性，且以不同角度的光源λ照射該等奈米桿212時會具有不同的偏光性，而在特定角度還能具有更強的光吸收度，因此，本實施例的光學式氣體感測系統即是利用該等奈米桿212的特性，藉由固定該光源裝置4，並透過該旋轉控制裝置3旋轉光學式氣體感測器2，以達成並偵測該等奈米桿212在不同角度照光所產生的光學變化。此處要說明的是，光源λ照射該感測層22並不以該實施例的設置方式為限，只要能讓該感測層22受光照射並因旋轉不同角度而產生不同光學變化即可。

詳細地說，當將待偵測的氣體由該進氣口101輸入至該氣體感測腔100內而被該光學式氣體感測器2的該感測層22所吸附後，藉由該光源裝置4發出的光源λ照射該感測層22，並同時以垂直光源λ的光軸的二維平面旋轉該光學式氣體感測器2，讓以相同方向性排列的該等高分子絲211與該等奈米桿212相對光源λ具有不同角度，並藉由該接收分析裝置5接收並分析該等奈米桿212在各角度產生激發光的光強度。

詳細地說，該接收分析裝置5包含一光接收器51及一與 該光接收器51及該警報裝置6相連接的光分析器52，該光接收器51反向該光學式氣體感測器2的該感測層22設置，也就是說，讓該感測層22的該等奈米桿212受光源λ照射產生的激發光直接穿透該透明基板21而由該光接收器51接收，接著，該光接收器51將接收到的光訊號傳至該光分析器52分析其光強度並進行判別氣體濃度，若氣體濃度高於設定值，會再將訊號傳至該警報裝置6進行警示。其中，光接收器51的設置位置也沒有特別限制，只要能接收到該等奈米桿212產生的激發光即可，於本實施例中，該光接收器51是以光敏電阻偵測光源變化為例做說明。

此處要補充說明的是，由於該等奈米桿212與該等高分子絲211均為具有方向性的排列，所以光源λ照射該感測層22時，該感測層22會具有偏光的特性，因此，本發明主要的量測方式是，當揮發性有機化合物吸附於該感測層22上後，先以光源λ照射該感測層22並量測其光強度後，再以前述方式旋轉該感測層22讓光源λ照射第二次再次量測其光強度，最後讀取兩次光強度的差值，判別氣體感測濃度。更詳細地說，由於該感測層22具有偏光特性，因此旋轉到不同的特定角度時，該感測層22產生的激發光會具相對強與相對弱的光強度，也就是透過量測此兩次的光強度差異進行判別氣體感測濃度，於本發明中，是以消光光譜與消光變化表示量測得到數據。

為了更詳細說明，茲將以本發明光學式氣體感測系統量測揮發性有機化合物的相關量測結果說明如下。

參閱圖7與圖8(a)，對經過不同時間蝕刻的該感測層22量測其蝕刻前後的光學變化，由圖7與圖8(a)可知，該感測層22在經過10分鐘、30分鐘與60分鐘蝕刻後，其消光光譜的強度上升，主要是因為蝕刻後，該感測層22的表面粗糙度增加，使得光源散射造成消光強度上升，而當該感測層22蝕刻至90分鐘時(圖7(e))則漸漸的破壞了該感測層22。

參閱圖8(b)~圖8(f)，圖8(b)~圖8(f)顯示以本發明該第一實施例的該光學式氣體感測器2經不同蝕刻時間蝕刻該感測層2後，所量測氯苯的消光光譜，由實驗結果可知，觀察波長(約590nm)之消光強度變化，其相減後差值越大代表其效果越好，由此可知，當該感測層2蝕刻30分鐘(圖8(d))與60分鐘(圖8(e))的效果相對較佳。

參閱圖9，圖9顯示在氯苯環境下，旋轉該第一實施例的該光學式氣體感測器2於120分鐘內分別旋轉360度所量測得的對應不同旋轉角度的消光變化，由圖9(a)~圖9(h)的量測結果可知，該光學式氣體感測器2在角度為60度及240度時具有較明顯的消光變化量(即進行感測氣體與未進行感測氣體之間的消光強度變化)，藉由量測消光變化的波峰與波谷之間的差異值，進而推算得 知偵測的氣體濃度。例如：暴露時間為一分鐘時(圖9(a))，感測器在角度60度時，其消光變化量為0.04，而在90度時，其消光變化量為0.005，藉由60度轉到90度時的消光變化量的差值(0.04-0.005=0.035)來偵測氣體濃度。

參閱圖10與圖11，圖10與圖11分別顯示以該第一實施例的該光學式氣體感測器2量測不同揮發性有機化合物的消光變化與感測度變化，由圖10與圖11可知以氯苯及丁醇的感測感測度為最佳，因此，以下分別以氯苯及丁醇再進一步量測其不同濃度的消光變化。

參閱圖12與圖13，圖12與圖13分別顯示以該第一實施例的該光學式氣體感測器2量測不同濃度的氯苯及丁醇的消光變化，由圖12與圖13可知，該光學式氣體感測器2確實能量測低濃度(100ppm)的揮發性有機化合物。

綜上所述，本發明該光學式氣體感測器2以靜電紡絲技術在該透明基板21上，形成包括多條包覆具同方向性的該等奈米桿212的高分子絲211所構成的該感測層22，以具有更佳的偏光效果，且進一步對該感測層22蝕刻，還能提高該感測層22的粗糙度，以利吸附氣體增益光學行為，提升感測靈敏度，在進行氣體感測時，透過旋轉該光學式氣體感測器2，使該等高分子絲211與該等奈米桿212在一垂直光源λ的光軸的二維平面(也就是平行該感測 層22的平面)上旋轉，而能讓光源照射該感測層22時，在特定角度具有明顯的消光變化，再透過量測消光變化的波峰與波谷之間的差異值來得知揮發性有機化合物的濃度，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (21)

1. 一種光學式氣體感測器，包含：一透明基板；及一感測層，設置於該透明基板上，包括多條的高分子絲，及多個位於每一條高分子絲中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿。
2. 如請求項1所述的光學式氣體感測器，其中，該等高分子絲選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乳酸或幾丁聚醣。
3. 如請求項1所述的光學式氣體感測器，其中，該等奈米桿為硒化鎘或硫化鎘。
4. 如請求項1所述的光學式氣體感測器，其中，該感測層還包含多個位於該每一條高分子絲中的金屬奈米粒。
5. 如請求項4所述的光學式氣體感測器，其中，該等金屬奈米粒的構成材料選自金、銀，或銅，且該等金屬奈米粒的粒徑介於5nm~100nm。
6. 如請求項1所述的光學式氣體感測器，其中，該感測層還包括摻混於該每一條高分子絲中的有機染料。
7. 如請求項6所述的光學式氣體感測器，其中，該有機染料的構成材料能選自甲基橙、甲基紅、煌綠、羅丹明B、剛果紅、瑞香草酚藍，或溴甲酚氯。
8. 如請求項1所述的光學式氣體感測器，其中，該透明基板可選自氧化銦錫基板、氟氧化錫基板、玻璃基板、有機高分子基板，或陶瓷基板。
9. 如請求項1所述的光學式氣體感測器，其中，該等高分子絲能具有方向性的排列、隨機排列，或交錯排列，且該感測層的厚度介於50nm~50μm。
10. 一種光學式氣體感測系統，包含：一旋轉控制裝置；一如請求項1至9所述的光學式氣體感測器，設置於該旋轉控制裝置上，該旋轉控制裝置能帶動該光學式氣體感測器旋轉；一光源裝置，能發出一照射該光學式氣體感測器的該感測層的光源，以激發該等奈米桿而讓該等奈米桿發出激發光；及一接收分析裝置，設置於該等奈米桿發出的激發光的一光路徑上，以接收並分析該等奈米桿發出的激發光的強度。
11. 如請求項10所述的光學式氣體感測系統，其中，該光源裝置與該光學式氣體感測器的該感測層之間的距離介於0.5公分~10公分。
12. 如請求項10所述的光學式氣體感測系統，其中，該光源裝置發出的光源可為可見光、紫外光、紅外光，或雷射光。
13. 如請求項10所述的光學式氣體感測系統，其中，該旋轉控制裝置是讓該光學式氣體感測器在一垂直光源的光軸的二維平面上旋轉。
14. 如請求項10所述的光學式氣體感測系統，還包含一連接該接收分析裝置的警報裝置。
15. 一種光學式氣體感測器的製作方法，包含：一準備步驟，準備一透明基板、一有機高分子、多個奈米桿發光材料，及一第一有機溶劑；一溶液調配步驟，將該有機高分子與該奈米桿發光材料摻混於該第一有機溶劑中，以形成一第一溶液；及一感測層形成步驟，使用靜電紡絲技術將該第一溶液沉積於該透明基板上，以在該透明基板上形成一感測層，該感測層包括多條的高分子絲，及多個位於每一條高分子絲中並以相同方向性排列且受光激發後能發光的奈米桿。
16. 如請求項15所述的光學式氣體感測器的製作方法，還包含一實施於該感測層形成步驟之後的蝕刻步驟，在空氣、氬氣、氧氣、氮氣、氨氣、甲烷、氫氣、四氟化碳或二氟化氙的氣氛中對該感測層進行乾式蝕刻，蝕刻時間介於1分鐘~120分鐘。
17. 如請求項15所述的光學式氣體感測器的製作方法，其中，該準備步驟中還準備多個金屬奈米粒及一第二有機溶劑，該溶液調配步驟將該等金屬奈米粒摻混於該第二有機溶劑中，以形成一第二溶液，再混合該第一溶液與該第二溶液，以形成一前驅溶液，該感測層形成步驟以靜電紡絲技術將該前驅溶液沉積於該透明基板上。
18. 如請求項17所述的光學式氣體感測器的製作方法，其中，該有機高分子選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乳酸，或幾丁聚醣，該等金屬奈米粒選自金、銀，或銅奈米粒，該第一有機溶劑選自苯、甲苯、氯苯或丙酮，該第二有機溶劑選自甲苯、氯苯、丙酮，或二甲基甲醯胺。
19. 如請求項15所述的光學式氣體感測器的製作方法，其中，該準備步驟還準備一有機染料，該溶液調配步驟再將該有基染料摻混於該第一有機溶劑中。
20. 如請求項19所述的光學式氣體感測器的製作方法，其中，該有機染料構成材料選自甲基橙、甲基紅、煌綠、羅丹明B、剛果紅、瑞香草酚藍，或溴甲酚氯。
21. 如請求項15所述的光學式氣體感測器的製作方法，其中，該感測層形成步驟，控制該靜電紡絲技術的一操作電壓介於5kV~40kV，及一流速介於0.1~1ml/hr。