平面光極技術（Planar Optode）是一種用于測量和監測化學物質濃度的光學傳感技術。這種技術通常涉及使用平面化的光極材料，它們能夠與特定的化學物質發生反應，并通過光學信號的變化來檢測這些化學物質的存在和濃度。

平面光極技術的工作原理：

平面光極通常由一個透明的基底材料（如玻璃或塑料）和一個或多個光敏層組成。這些光敏層可以是染料、熒光團或光致發光材料，它們對特定的化學物質敏感。當目標化學物質與光敏層相互作用時，會引起光學性質的變化，如吸收光譜的移動、熒光強度的變化或發光壽命的改變。通過測量這些光學信號的變化，可以定量分析目標化學物質的濃度。平面光極技術因其高靈敏度、快速響應和易于集成等優點，在許多領域都有廣泛的應用前景。隨著材料科學和微納技術的發展，這一技術有望在未來得到進一步的改進和擴展。

平面光極技術的關鍵特點包括：

1. 光學傳感：利用光的吸收、發射或熒光的變化來檢測化學物質。

2. 平面化設計：與傳統的光纖或針式電極相比，平面光極提供了更大的表面積，有助于提高測量的靈敏度和響應速度。

3. 集成性：平面光極可以集成到微流控芯片或其他微型化系統中，用于實驗室芯片或現場檢測。

4. 多功能性：通過改變光極材料或涂層，可以設計出針對不同化學物質的傳感器。

5. 實時監測：能夠提供實時或近實時的化學分析，適用于連續監測應用。

平面光極技術在環境領域的應用主要集中在化學傳感和環境監測方面。

以下是一些具體的應用實例：

1. 水質監測：平面光極傳感器可以用于實時監測水體中的溶解氧、pH值、營養鹽（如硝酸鹽、磷酸鹽）、重金屬離子、有機污染物等關鍵參數。

2. 空氣質量監測：通過特定的光極材料，可以檢測大氣中的污染物，如揮發性有機化合物（VOCs）、二氧化硫（SO₂）、一氧化碳（CO）、氨氣（NH₃）等。

3. 土壤分析：平面光極傳感器可用于評估土壤中的化學成分，包括有機質含量、重金屬污染、土壤pH值和養分水平。

4. 環境修復：在環境修復過程中，平面光極技術可以監測污染物的去除效率，評估修復措施的效果。

5. 生態系統健康：通過監測水體和土壤中的特定化學物質，評估生態系統的健康狀況和生物多樣性。

6. 溫室氣體監測：平面光極傳感器可以用于測量二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）等溫室氣體的濃度，幫助研究氣候變化的影響。

7. 工業排放監測：在工業生產過程中，平面光極傳感器可以監測廢氣排放，確保符合環保標準。

8. 農業管理：在精準農業中，平面光極傳感器可以用于監測作物生長環境中的關鍵化學參數，指導施肥和灌溉。

9. 食品安全：檢測食品中的化學殘留物，如農藥、添加劑、毒素等，確保食品安全。

10. 環境教育和研究：在環境科學教育和研究中，平面光極傳感器提供了一種直觀、互動的工具，幫助學生和研究人員理解環境化學過程。

平面光極技術的環境應用具有許多優勢，包括高靈敏度、快速響應、便攜性、低成本和易于集成到自動化監測系統中。隨著材料科學和傳感技術的進步，預計平面光極技術將在環境監測和管理中發揮越來越重要的作用。平面光極技術是當今先進的光電傳感技術之一，智感環境團隊基于這種技術，相繼開發出了一種封閉式平面光極設備(PO2100)和一種便攜式平面光極設備(PO1100)，可實現沉積物/土壤/植物根際/水體中pH、DO和CO₂的實時高分辨率檢測，這在光電傳感技術領域是一項重要的突破。