抵抗慢性病的第一道防线——基于MXenes材料对柔性气体传感器的研究

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人体呼出气中的特定有机挥发物质(VOCs)作为某些疾病初期检测的选择性生物标志物,它们在人体呼吸中所含的浓度被认为是慢性疾病检测的重要指标,而能够精确检测这些挥发性有机物的柔性(可穿戴)气体传感器是慢性病检测的重中之重,MXenes是一种在较低温度甚至室温下可表现出稳定气体响应的一种新型气体传感材料,MXenes表面可调的官能团有利于该材料与其他材料进行耦合从而形成多功能复合材料。实验中使用氢氟酸来对三元金属化合物Ti3AlC2来进行刻蚀,以MXenes-Ti3C2Tx为前驱体,原位衍生制备HTO纳米线,通过氮化处理制备表面缺陷型金属氧化物衍生物,组装气敏电极,进行气敏性能测试。研究表明:缺陷调控后的金属氧化物衍生物对某些VOCs有着优异气敏性能。 柔性MXenes基复合气敏材料,结合了MXenes柔性基底、高电导率、高信噪比和金属氧化物气敏特性优异等多重优势,在智能穿戴方面,这种材料能够让传感器更加贴合皮肤表面,最大程度上避免肌肉运动产生的测量偏差,能测量出最准确的数据,可面向自然环境实时实地检测多种气体的浓度,工作温度不限,灵敏度高,稳定性好,范围广,在复杂环境气体组分下对多种VOC气体仍具有较好的气体感应特性,柔性气体传感器在未来的发展应以其作为人体不可分割的一部分作为目标。